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主办单位: 重庆大学

编辑出版: 《土木与环境工程学报(中英文)》编辑部

主       编: 刘汉龙

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2096-6717

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    2021年第43卷第3期
      土木工程
    • 白久林,刘明辉,孙博豪,陈辉明

      2021,43(3):1-8, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.048

      结构在强震下形成均匀损伤状态时,各楼层的层间侧向变形近似相等、损伤大小相同,结构各部位的材料性能均得到充分发挥,易于形成整体化的屈服模式和耗能机制。基于优化准则法,考虑结构的整体损伤和局部损伤大小,构建了钢筋混凝土框架结构地震均匀损伤优化设计程序;基于非线性温克尔地基梁模型(BNWF),建立了能够考虑土结构动力相互作用的钢筋混凝土框架结构分析模型。分别以5层和8层结构为例,对其进行均匀损伤优化设计和关键收敛参数分析,对比研究了优化前后结构配筋、梁柱转角和结构最大层间位移角的变化情况。基于两个均匀损伤优化设计结构的层剪力分布,以中国抗震规范的侧向力模式为基础,提出了新型抗震设计侧向力模式。

    • 钱辉,徐建,张勋,邓恩峰,刘应扬,范家俊

      2021,43(3):9-15, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.184

      为了减小强地震作用下钢筋混凝土联肢剪力墙的连梁结构损伤,实现震后结构功能的快速恢复,提出了一种兼具自复位和耗能功能的新型自复位耗能连梁。新型自复位耗能连梁在跨中安装了由形状记忆合金绞线和粘弹性耗能单元并联而成的新型复合自复位阻尼器。以一榀10层双肢剪力墙结构为例,对连梁跨中分别安装该新型自复位阻尼器的联肢剪力墙、粘弹性阻尼器的联肢剪力墙和普通钢筋混凝土连梁的联肢剪力墙进行了动力时程分析,对比分析了不同阻尼器对联肢剪力墙结构的减震效果。结果表明:地震作用下,结构变形和耗能都集中在连梁阻尼器上,但新型自复位连梁阻尼器对结构地震响应的控制效果要优于粘弹性阻尼器,新型复合连梁阻尼器在地震过程中表现出较好的自复位及耗能能力。

    • 冯力强,牛昌林,李锋,何翰卿,杨溥,刘立平,李英民

      2021,43(3):16-23, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.006

      为解决钢框架钢板剪力墙结构振动台试验缩尺模型中的剪力墙钢板厚度过薄的问题,依据结构初始抗侧刚度或承载能力等效的原则,提出中心支撑和I形钢板剪力墙两种等效模型,采用数值分析的方法,通过有限元软件ABAQUS建立精细化模型,对原型结构的钢板剪力墙和等效模型的刚度与承载力等抗震性能进行了对比分析。研究结果表明:两种等效替代模型均具有良好的耗能能力,能够在抗侧刚度或承载能力方面满足原型结构的等效设计要求,解决了模型结构中剪力墙钢板厚度小的难题;中心支撑等效方案仅可实现剪力墙的刚度或承载力单目标等效,而I形钢板剪力墙可以通过控制开洞口的尺寸,实现其刚度和承载力同时等效,为钢板剪力墙振动台试验模型的等效替代提供了参考。

    • 连鸣,周玉浩,韩文凯

      2021,43(3):24-36, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.011

      为了研究带可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-FTS-RSL)的抗震性能,设计了2:3缩尺子结构试验试件,对其进行低周往复加载,研究其破坏模式、滞回性能及耗能梁段的可更换能力。基于OpenSees建立了HSS-FTS-RSL结构的简化数值分析模型,数值分析结果与试验结果吻合良好。建立了3种不同耗能梁段布置方式的HSS-FTS-RSL整体结构简化数值模型,对其进行非线性时程分析。结果表明:HSS-FTS-RSL子结构试件具有良好的抗震性能,在循环荷载下表现为耗能梁段的破坏;更换耗能梁段不会影响结构的抗震性能;结构在地震作用下的变形满足规范限制要求;在构件截面尺寸相同,即相同用钢量的前提下,采用高强钢可以有效降低构件的应力水平;耗能梁段最大可更换残余层间侧移角为0.41%,且在大震后整体结构残余层间侧移角为0.028%~0.148%,可以实现耗能梁段的更换;基于不同耗能梁段布置方式的HSS-FTS-RSL分析结果,建议HSS-FTS-RSL结构耗能梁段采用三跨间隔布置。

    • 秦佳俊,谭平,尚继英,李一明,戴淑丹

      2021,43(3):37-43, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.183

      提出一种模块化钢框架单元(以下简称“模块单元”)的连接方法,采用盒式连接组件(BCC-1和BCC-2)、连接板即可实现2、4、8个模块单元的全螺栓连接。分析节点的受力机理,并基于中国规范给出模块单元新型盒式连接节点(以下简称:“盒式节点”)的设计流程和设计方法。以某11层模块化钢框架办公楼为例,分别对一角节点和边节点进行设计,并采用有限元软件Abaqus对节点进行循环往复加载,以验证节点的抗震性能。结果表明:角节点、边节点的塑性铰均先在BCC-1、BCC-2腹板上形成,可以在震后快速更换BCC-1、BCC-2,以恢复节点使用功能;角节点和边节点均符合ANSI/AISC 360-10规范对半刚性节点的要求,且节点滞回曲线均饱满,抗震性能好;节点极限抗弯承载力预测值与有限元结果的比值均大于90%,说明盒式节点构造、设计理念以及提出的连接设计方法合理。

    • 马少春,方宏远,鲍鹏,姜忻良

      2021,43(3):44-50, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.180

      为研究水平钢筋连接方式对复合剪力墙节点抗震性能的影响规律,设计了水平钢筋伸入暗柱或不伸入暗柱两类组合节点。在循环荷载作用下,对两类节点共4个试件分别进行了抗震试验。通过对复合剪力墙节点的受力变形、破坏特征、滞回特性、延性以及耗能能力等方面进行研究,分析了复合剪力墙连接节点的抗震性能。通过对承载及变形、延性及耗能等指标进行对比分析发现:水平钢筋连接节点的开裂、屈服及极限荷载分别提高了2.42%、10.84%和9.25%;延性系数提高了10.26%;耗能系数提高了8.70%。研究结果表明:对剪力墙节点进行合理配筋和连接,可以有效地提高节点试件的整体抗震性能。

    • 黄海新,李炫钢,李帆,张仲帆,周彤

      2021,43(3):51-58, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.069

      板式橡胶支座的老化和偏压甚至脱空对桥梁抗震安全至关重要。将板式橡胶支座进行室内老化试验并测得弹性模量,按老化程度和轴压偏心大小共分16个工况,采用拟静力试验对比分析了热老化、偏压脱空及其耦合下支座的抗震性能指标及变化规律。结果发现:偏心受压下支座滞回曲线较为狭长,滞回曲线面积和等效阻尼比减小,水平等效刚度增大;老化后的支座剪切变形量缩减,在给定的位移幅值下,因滑移量占比加大,滞回曲线更为饱满,对应的等效阻尼比增大;老化和偏心耦合状态下的滞回曲线斜率更为平缓,支座耗能能力明显削弱;位于梁端或长期处于偏压状态的普通板式橡胶支座在地震中存在因单向累计滑移过大而脱落的风险。桥梁维护中应对支座底面采取限位措施,并对偏心受压严重的支座进行及时调整。

    • 马哲昊,张纪刚,梁海志,李芦钰

      2021,43(3):59-66, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.173

      为提高装配式钢筋混凝土框架结构的抗震性能,针对震后梁、柱构件损伤严重等问题,提出了一种新型框架梁端构造——人工消能塑性铰,即在框架梁端通过预埋机械铰实现梁、柱构件铰接,同时安装附加钢板承载并耗能。设计制作了8组不同截面形式和构造的附加钢板试件,并对装有不同附加钢板的人工消能塑性铰构造进行低周往复荷载试验,研究该构造的破坏模式,并通过滞回曲线、骨架曲线、等效粘滞阻尼系数、延性等研究其抗震性能。结果表明:塑性损伤可控制在附加钢板中间开缝段,有效利用钢板弯曲变形实现耗能,使该构造具有损伤可控和损伤构件可更换,其中,卷边槽型附加钢板可防止耗能段钢板过早屈曲并提高耗能能力。

    • 张尚荣,胡宇琛,谭金宝,谭平,刘芳兰

      2021,43(3):67-74, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.139

      在相邻隔震结构等效双体单自由度简化模型间设立Kelvin-Voigt型被动控制单元,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,以结构振动总能量最小为优化控制目标,分析得到连接控制参数对控制效果的影响规律及最优控制参数,并基于等效双体单自由度模型计算得到相邻高层隔震结构间连接控制最优参数,分别从时域和频域角度推导得到了相邻高层隔震结构控制的随机响应表达式,分析了连接控制装置在不同布置方案下,对结构自振特性和随机响应的影响,并通过数值分析证明了该控制方法的控制效果,表明该控制方法应用于相邻隔震结构间的有效性。

    • 黄炜元,张超,周云,石菲

      2021,43(3):75-82, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.179

      为系统评估铅黏弹性阻尼器(Lead Viscoelastic Damper,LVD)减震设计钢筋混凝土框架结构的抗震性能,设计了8度(0.2g)地区的一栋6层钢筋混凝土抗震框架结构(Reinforced Concrete Frame,RCF)和铅黏弹性阻尼减震框架结构(LVD-damped Frame,LVDF)。使用OpenSees软件建立了RCF结构和LVDF结构的弹塑性分析模型,采用ATC-63推荐的22条远场地震动对RCF和LVDF进行增量动力分析,基于增量动力分析结果对其进行概率地震需求分析和地震易损性分析,定量评估了RCF结构和LVDF结构超越各损伤状态的概率。研究表明:铅黏弹性阻尼器可以有效控制结构地震动响应,使同一地震作用下LVDF结构的地震动响应小于RCF结构;由概率地震需求分析结果可知,铅黏弹性阻尼器可以降低因地震动特性差异导致的结构动力分析结果的离散性;由地震易损性分析结果可知,LVDF结构在不同损伤状态下的超越概率均低于RCF结构,表明铅黏弹性阻尼器可以显著降低结构的损伤,提高结构的抗震性能。

    • 吴克川,陶忠,潘文,王林

      2021,43(3):83-92, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.199

      基于结构自振周期及阻尼比变化对结构地震作用的影响规律,推导屈曲约束支撑(BRB)与黏滞阻尼器(VD)组合减震结构单自由度体系位移降低率及地震剪力降低率计算公式,绘制组合减震结构在目标位移降低率及目标剪力降低率下的减震性能曲线,提出基于性能的组合消能减震设计方法,采用工程算例验证该设计方法的有效性,并提出组合减震设计方法在多自由度体系中的简化应用模式。结果表明:当目标位移降低率及目标剪力降低率确定时,结构存在唯一减震性能点,合理设计下,组合减震结构可同时取得较好的位移及地震剪力减震控制效果,用该设计方法得到的算例结构实现了设定的减震目标,质量和刚度沿高度均匀分布的多自由度体系组合减震设计可采用该基于一阶振型的简化应用方法。

    • 岳哲萌,王啸霆,王涛

      2021,43(3):93-100, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.178

      通过一按照现行中国规范中“强节点”原则设计的高层框架剪力墙结构中提取出的3个不同位置的梁柱节点缩尺模型的拟静力试验,研究框架结构中不同位置梁柱节点的抗震性能,试验采用柱端加载,同时考虑了楼板对节点抗震性能的影响,分析其延性、刚度、承载力、耗能等性能指标,并对裂缝开展情况做了详细记录,与构件的力学指标进行比对,将损伤状态与力学指标对应起来,为完善钢筋混凝土框架梁柱节点的易损性曲线及为相关结果信息提供试验依据。试验发现:框架结构不同位置的节点破坏形式不同,底层节点破坏形态表现为弯曲破坏,破坏主要集中在梁端和柱脚,节点区未发生明显破坏现象,而顶部节点节点区发生剪切破坏。结果表明:极高水平的节点区强节点系数和柱端弯矩放大系数可以完全避免梁柱节点区出现需要修补的损伤,实现节点弹性化,也不会削弱组合件的延性。

    • 黄泽伟,刘阳,许一鹏,郭子雄,刘小娟

      2021,43(3):101-108, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.172

      为实现框架结构的震后性能快速恢复,提出一种新型性能可恢复摇摆柱(简称IRR柱)。为研究柱根加劲肋高度对IRR柱抗震性能的影响,制作并完成了2个足尺试件的往复加载试验。试验结果表明:两个试件均表现出良好的滞回性能,滞回曲线饱满,有较好的变形能力。水平荷载作用下,柱根内部加劲肋高度不足会导致钢柱侧面板发生平面外屈曲,进一步导致与之相连的钢板阻尼器塑性变形发展滞后。当柱根内部加劲肋高度足够时,柱身始终处于弹性状态,钢板阻尼器塑性变形发展充分,最终撕裂拉断,实现了“强柱弱阻尼”的设计目标。加劲肋高度由100 mm提高至420 mm,IRR柱的最大承载力和初始刚度分别提高了11.5%和25.1%,极限变形降低了39.3%。

    • 邓晖,付志旭,傅冠翔,潘建荣

      2021,43(3):109-118, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.148

      在进行超高层结构设计时,地震动强度指标是指导结构抗震设计的重要依据,对结构的安全至关重要,但目前并没有统一的结论,因此,对超高层结构进行地震动强度指标的研究具有重要意义。在综述建筑结构增量动力分析地震动强度指标有效性研究现状的基础上,提出适用于超高层建筑结构增量动力分析的地震动强度指标Sa%,地震动强度指标Sa%是考虑结构前a%振型质量参与系数的自振周期所对应谱加速度的几何平均值;为了验证地震动强度指标Sa%的有效性,以实际超高层为例,使用PERFORM-3D弹塑性分析软件建立非线性模型并进行增量动力分析,根据各种地震动强度指标的θmaxVmax结果进行离散性分析,发现地震动强度指标Sa%用于超高层结构增量动力分析时能有效减少θmaxVmax数据的离散性,从而提高计算数据的有效性,为实际超高层结构的应用提供参考。

    • 谭潜,李英民,杨永斌

      2021,43(3):119-127, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.174

      在实际地震记录形成过程中存在高、低频成分地震波的叠加,地震动高、低频成分的组成是地震动反应谱特征的重要反映。采用数字滤波技术,以加速度反应谱平均周期2 s为截止周期,结合经验模态分解,提取2 s以上的本征模态函数及残值重构并基线校正后作为长周期分量,其余本征模态函数重组为短周期分量;通过原地震动与分量的相关性、反应谱的离散性对提取方法的有效性进行验证,并与既有方法进行对比。结果表明:该长周期地震动分量提取方法能较好地提取出在长周期和短周期部分与原地震动具有较好的相关性、地震反应谱离散性较小的长、短周期分量,且较好地反映原地震动的谱特征,在长周期地震动分量提取中具有更好的适应性。

    • 谢皓宇,潘飞,朱翊洲,郑万山,仉文岗

      2021,43(3):128-134, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2021.016

      核设备的抗震设计是核电厂抗震领域的一个重要问题,为了实现核电厂设备典型反应谱(RRS)匹配和标准功率谱密度(PSD)包络的设计地震动拟合,提出了一个标准PSD生成方法,该方法基于2014版《标准审查大纲》(SRP)建议的核电厂厂址设计地震动拟合方法,考虑迭代相关及随机相位谱对迭代收敛效率的影响,并通过在传统频域法拟合人工波过程中控制傅里叶幅值的手段实现了RRS匹配和标准PSD包络的人工地震波合成,为核设备抗震设计的楼面地震波提供了检验依据。选择压力容器作为核设备抗震研究的原型,通过振动台模型试验对比试件的响应峰值参数以及响应加速度时程的功率谱密度函数,验证了同时匹配RRS及包络PSD的人工地震动会激励设备更大响应的理论,说明了在设计地震动拟合中包络PSD要求的意义与重要性,认为可以作为设计过程中非强制的建议条件。

    • 申伟,郑芳彤,李冬生

      2021,43(3):135-141, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.177

      为有效识别车辆荷载作用下钢桥面板的早期疲劳裂纹,进行钢板疲劳裂纹非线性Lamb波检测的数值模拟和试验研究。基于声接触非线性理论,提出了首波能量、拟声速和非线性参数3个损伤指标。试件同时考虑了孔洞缺陷、宏观裂纹和疲劳裂纹3种类型的缺陷,其中,疲劳扩展裂纹通过疲劳加载试验生成。在三维数值模型中,通过零长度非线性弹簧单元模拟闭合裂纹的“呼吸效应”,以模拟Lamb波与疲劳裂纹的局部非线性相互作用过程;进行了非线性Lamb波步进式扫描,并通过带通滤波器提取了二次谐波响应。研究结果表明:基波能量和拟声速指标对宏观缺陷敏感,而二次谐波能量和非线性参数对疲劳裂纹更敏感,综合3个损伤指标可以同时实现宏观缺陷和疲劳裂纹的识别和定位。

    • 张思祥,马芳,陈鹏,刘凯铭,田利

      2021,43(3):142-148, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.176

      输电线路工程是重要的能源传输工程,但由于输电线路大多架设于乡间野外,长年累月受到环境荷载的作用,极有可能发生导线断裂事故。为了探究断线对输电塔线体系的冲击作用,运用ABAQUS有限元软件建立“四塔三线”模型,模拟不同输电线断线工况下的动态过程,开展了断线后输电塔的受力分析。基于定义的冲击系数,分析了断线前后输电塔主材杆件的受力变化情况,明确了输电塔受冲击最严重的位置。通过模拟结果与规范的对比,指出了现有规范的不足。结果表明:断线对输电塔产生的破坏主要为弯曲破坏和扭转破坏,且弯曲破坏更为严重。单根导线断裂时,上部导线断裂所造成的冲击最严重,受冲击最大的部位为断裂导线所连横担与其下方相邻横担之间的一段塔身。随着断线根数增多,扭转破坏所占比例有所增加,各横担之间的塔身为破坏最严重的部位。按规范取值并通过静力方法计算断线对输电塔的影响不能确保结构在断线动力冲击下的安全,有必要采用动力分析对输电塔进行验算。

    • 唐家伟,张松涵,戴靠山,施袁锋,廖光明

      2021,43(3):149-156, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.175

      单调谐质量阻尼器(STMD)作为一种有效的减振器,常安装在高层结构的顶部。由于结构的空间和承重有限,STMD的安装可能会受到限制,特别是对于如风力发电机这类结构。更重要的是,STMD对多模态振动控制效果有限。为了解决上述问题,采用多重调谐质量阻尼器(MTMD),在预先给定初始配置的基础上,研究风力机MTMD系统参数的约束优化问题。采用模态叠加法,综合考虑塔架位移、加速度和底部反力的影响,利用塔架响应相对于地面运动的传递函数,组合后得到阻尼器优化目标,并采用遗传算法搜索MTMD系统的最优设计参数。以某风力机模型为例,通过与经典Den Hartog公式的比较,验证了该方法设计的MTMD系统的工作效率。结果表明:所设计的MTMD系统可适用于多种工作模式,实际应用中具有更好的适用性。

    • 李正英,余书君,魏奇科,贺继军

      2021,43(3):157-166, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.057

      为研究使用镦头锚固钢筋的地下综合管廊墙板节点的抗震性能,对6个足尺墙板节点进行了低周往复荷载试验,考察了地下综合管廊墙板节点的承载能力、失效模式、滞回耗能能力、位移延性等抗震性能指标,将现浇墙板节点试件与叠合装配式墙板节点试件的试验结果进行对比,分析了镦锚钢筋锚固长度的合理取值,采用有限元程序建立节点的精细有限元模型,验证了其正确性。结果表明:设置镦头钢筋锚固的叠合装配式节点具有与现浇节点大致相当的承载能力,位移延性及耗能能力相对较好,叠合装配式节点能达到与现浇节点相近的抗震性能要求。镦头钢筋锚固长度采用0.5labE时,地下综合管廊墙板节点试件抗震性能满足抗震设计要求,随着镦锚钢筋锚固长度的减小,墙板节点的承载能力和变形能力逐渐下降,延性及耗能能力逐渐降低;叠合装配式节点在低周往复加载下,预制叠合面缝隙开展较大,节点核心区混凝土易发生破坏,在实际工程中需采取必要的加强措施,加强节点区连接构造措施。

    • 丁永刚,骆倩,许启铿,李学森,刘强

      2021,43(3):167-173, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.181

      为研究立筒排仓贮料对仓壁动态侧压力的地震响应规律,设计制作了缩尺比例为1:25的柱承式立筒排仓和独立单仓模型,进行了3条地震波下不同地震动水准的振动台试验,分析获得两种模型的贮料地震响应特性、仓壁动态侧压力的变化规律与超压系数。研究结果表明:1)地震时仓内贮料与仓壁存在的相位差与仓体位置及测点位置相关;2)边仓与中仓仓壁动态侧压力的分布规律与地震波输入方向有关;排仓的超压系数总体上小于独立单仓;3)边仓的超压系数大于中仓,两者均大于规范采用值,现行规范中所采用的综合修正系数偏小;4)独立单仓不能全面反映立筒排仓的贮料地震响应特性,考虑排仓中不同位置单仓及地震作用方向进行仓壁结构的强度设计十分必要。

    • 朱俊涛,赵奎,邹旭岩,王新玲,李可,张哲

      2021,43(3):174-182, DOI: 10.11835/j.issn.2096-6717.2020.182

      为探明高强不锈钢绞线网在工程水泥基复合材料(Engineering Cementitious Composites, ECC)中搭接连接的受力特性,并确定其合理的搭接长度,考虑横向钢绞线间距、搭接长度和钢绞线直径等影响因素,对设计制作的39个试件进行了拉拔试验。结果表明:钢绞线网在ECC中的搭接连接有钢绞线拔出和拉断两种破坏模式;横向钢绞线的设置对搭接时的极限拉拔力影响不大,但其滑移量随着横向钢绞线间距的减小而减小;随着搭接长度的增加,达到峰值荷载的滑移量和“搭接刚度”增加,而极限粘结应力则随之降低。通过试验分析,确定了钢绞线网的临界搭接长度,并建立了考虑修正系数β的搭接长度计算公式。

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    • 壳聚糖-聚多巴胺改性水凝胶对双氯芬酸钠的吸附研究

      曲今垚, 林艳, 孙强, 刘鸿霞, 梁建军, 郑怀礼

      双氯芬酸钠是水体中广泛分布的新型污染物之一,关于其去除的研究备受关注。为提高水体中双氯芬酸钠的去除效率,获得经济高效、对环境友好的吸附剂,本研究以壳聚糖为原料,通过光催化法在壳聚糖上引入聚多巴胺进行改性,制备了新型壳聚糖-聚多巴胺改性水凝胶(CS-PDA),研究了该材料对双氯芬酸钠的吸附性能。通过SEM、FTIR、XPS和BET测试对CS-PDA进行表征,材料呈网状结构,疏松多孔,比表面积达22.46 m2·g-1。又探究了时间、温度、初始浓度、pH对吸附效果的影响。结果表明,pH=4.3时CS-PDA对双氯芬酸钠的吸附容量最大;吸附动力学符合拟二级动力学模型,在240 min时达到吸附饱和;吸附等温线符合Langmuir等温线模型,在25 ℃时双氯芬酸钠的Langmuir理论最大吸附容量为333.2 mg·g-1。CS-PDA对双氯芬酸钠的吸附容量经历7个再生循环后仍大于70 mg·g-1。

      • 1
    • 三价铁介导紫外光催化氧化有机磷酸酯同步还原六价铬研究

      李秋月, 陈欣冉, 黄开波, 梁佳豪, 陶雪琴, 党志, 卢桂宁

      有机磷酸酯(OPEs)阻燃剂与重金属铬是电子垃圾拆解区环境中常见的复合污染物。本文研究了300W汞灯(λ = 365 nm)照射下Fe(III)在水溶液中同时光催化氧化磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)和还原Cr(VI)的性能,考察了Fe(III)、Cr(VI)和TCEP初始浓度的影响,探讨了UV/Fe(III)体系中Fe(III)/Fe(II)氧化还原循环再生性,并证明了UV/Fe(III)对其他OPEs降解的适用性。结果表明,在UV/Fe(III)体系中,光催化降解TCEP和还原Cr(VI)同时发生。Fe(III)初始浓度的增加有利于Cr(VI)的光催化还原和TCEP的氧化降解。Cr(VI)的还原随着TCEP初始浓度的增加而增加,但不同Cr(VI)浓度对TCEP的降解效率影响并不明显。在UV/Fe(III)体系中,在五次循环实验都能实现TCEP的完全降解和Cr(VI)还原。此外,该体系对其他OPEs与Cr(VI)的复合污染也得到类似的光催化效果。因此,Fe(III)作为均相光催化剂可以处理含OPEs和Cr(VI)的复合污染。

      • 1
    • Fe(II)活化亚硫酸盐降解卡马西平的动力学及机制研究

      李阳, 关小红, 董红钰

      高级氧化技术是去除水中新型有机污染物的重要方法之一。本文研究了Fe(II)活化亚硫酸盐(Fe(II)/亚硫酸盐)体系降解卡马西平(CBZ)的动力学及体系中活性氧化物种对CBZ降解的贡献。研究结果表明:当亚硫酸盐浓度由0.20 mmol·L?1增加至0.50 mmol·L?1时,反应20 min时Fe(II)/亚硫酸盐体系对CBZ的去除率不断增加,而进一步增加亚硫酸盐浓度时卡马西平的去除率不再进一步增加。当反应初始pH为3.0~7.0时,Fe(II)/亚硫酸盐体系均可降解CBZ,在初始pH为5.0时此体系对CBZ的去除率最高,反应平衡时CBZ的去除率达87.3%。此外,铁盐中SO42-和Cl-对Fe(II)/亚硫酸盐体系降解CBZ基本无影响。综合电子顺磁共振检测及淬灭剂实验的结果可知,Fe(II)/亚硫酸盐体系中所产生的活性氧化物种包括硫酸根自由基(SO4?–)、羟基自由基(HO?)和过一硫酸根自由基(SO5?–),它们均对卡马西平的降解起贡献作用,其中SO4?–和HO?起主要贡献作用。

      • 1
    • 微生物电化学技术去除水体抗生素的研究进展

      周乐安, 蒋倩, 孙士权, 张伟, 高阳, 王鑫

      抗生素在各个行业中的广泛使用及其难降解性导致其富集进入水体而危害人类健康。越来越多的研究聚焦于水体抗生素去除。微生物电化学技术(MET)结合有机质生物降解和电信号刺激有效加速了废水中各类抗生素的去除。本文在现有文献的基础上,综述了MET对于各类抗生素去除的性能,阐述了MET系统在降解抗生素时,电极表面的电活性微生物组成、抗生素的微生物电化学代谢途径,总结了抗生素在MET系统中去除的影响因素,并分析了各类传统废水处理技术与MET耦合技术对于抗生素的去除效率。最后,本文对MET在抗生素去除中的优缺点进行了总结,以期为MET技术去除抗生素类废水提供一个参考。

      • 1
    • 助催化剂强化电芬顿技术去除水中难降解有机物的研究进展

      郑豪, 程松, 沈晨, 于伟华, 刘福强

      化工、医药等行业会产生大量含难降解有机物的工业废水,这类废水成分复杂、毒性大,已成为工业水处理领域的难题。电芬顿技术因具有高效去除能力而倍受关注,但传统的电芬顿技术仍面临铁离子在中性pH下稳定性差、三价铁还原速率慢、过氧化氢产量低等问题。通过投加有机或无机配体、过渡金属协同作用、杂原子修饰碳材料等不同强化方法,可有效解决上述难题,从而强化电芬顿技术处理效果。本文综述了助催化剂强化电芬顿技术的主导作用原理,比较分析了典型助催化剂的优缺点,并针对机理研究不够透彻、催化剂合成工艺复杂、单一技术不能充分发挥优势等问题,展望了其在制备与应用等方面的发展方向,以期为助催化剂强化电芬顿技术去除难降解有机物提供参考。

      • 1
    • 锌改性煤矸石的制备及其对废水中磷酸盐的吸附去除研究

      张给禄

      煤矸石是我国排放量最大的工业固废之一,其作为吸附剂在废水处理领域广泛应用。但天然煤矸石内部含有大量的结晶水和黏土矿物杂质,若直接利用天然煤矸石处理废水,则存在效率低、时间长、投加量大等问题。本实验采用ZnCl2对煤矸石进行改性,减少了煤矸石内部的结晶水和黏土矿物杂质,增加了煤矸石的比表面积,提高了处理效率,降低了处理成本。通过不同条件下的改性实验,得到改性煤矸石,同时与原煤矸石相比,其结构和化学成分均发生改变,ZnO代替SiO2成为锌改性煤矸石的主要化学组成,Zn2+负载聚集在煤矸石表面,增加了煤矸石的比表面积,改变了煤矸石内部结构,提高了煤矸石作为吸附剂处理含磷废水的能力。通过锌改性煤矸石吸附处理50mg/L含磷模拟废水,得出了最佳吸附条件为:锌改性煤矸石投加量为1g/L、pH为5、温度为30℃。此外Ca2+和Mg2+能够促进锌改性煤矸石对磷酸盐的吸附效果。本实验的研究对煤矸石的资源化利用和含磷废水的处理具有重要意义。

      • 1
    • 胞外多糖对Anammox颗粒污泥稳定性的影响

      杨帆, 王帅, 赵凡, 郭劲松, 方芳

      为了研究胞外多糖对厌氧氨氧化颗粒污泥稳定性的影响和机理,采用可酶解多糖的淀粉酶对颗粒污泥进行酶解。结果表明,α-淀粉酶处理组颗粒污泥外边缘出现溶胀,而β-淀粉酶处理组颗粒污泥表面无明显变化,但出现破碎且稳定性明显下降。表面性质及XDLVO理论分析表明,酶解降低了颗粒污泥疏水性,增大了微生物之间的排斥力,从而影响了颗粒污泥的稳定性。傅里叶红外光谱结果表明,酶解后污泥胞外聚合物疏水性官能团含量明显降低。共聚焦扫描发现,α-淀粉酶处理组颗粒污泥外缘α-D-吡喃葡萄糖多糖含量明显下降,而β-淀粉酶处理组β-D-吡喃葡萄糖多糖呈碎片状分布。因此,α-淀粉酶处理组表明胞外多糖的疏水性作用、通过O-H官能团与阳离子桥接或相互结合作用可以促进微生物之间的聚集。β-淀粉酶处理组表明胞外多糖长主链之间的缠结以及丰富的结合位点桥接形成骨架增强了微生物之间的黏附,有利于颗粒污泥的稳定。论文研究结果为从胞外多糖的角度理解颗粒污泥的稳定性提供了新的认识。

      • 1
    • 钢筋混凝土梁火灾损伤的多元信息融合模型研究

      魏国海, 刘才玮, 曹永升, 刘朝峰, 张天亮, 修杨

      为全面准确地评估钢筋混凝土梁的火灾损伤状态,结合火灾试验和数值仿真多元信息,提出了钢筋混凝土梁(RC梁)火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型。首先,通过10根T型梁的火灾高温试验、振动测试和静载试验,获取其热力学特性衰变等信息,并与ANSYS数值仿真计算对比分析;其次,构建一套由灾后表观特征、表面最高温度、持续受火时间、承载力折减、刚度折减、基频衰减等组成的RC梁火灾损伤评估指标体系,初步确定评估指标体系的量化分级标准,以组合形式优化层次分析法和熵权法确定的指标权重,引入改进的接近理想解法(modified technique for order preference by similarity to ideal solution, MTOPSIS)与灰色关联度分析(grey relational analysis, GRA),建立RC梁火灾损伤综合评估的MTOPSIS-GRA模型;最后,将该方法应用于火灾后RC梁损伤评估,并与火灾后建筑结构鉴定标准方法、试验实际情况进行对比分析。结果表明,本文方法评估结果与标准评估结果基本一致,但其能够较全面准确的评估结构损伤状态,为后续损伤评估及加固修复提供可靠依据。

      • 1
    • 基于木材弹塑性损伤本构的古建木结构残损梁柱构件非线性分析

      张利朋, 谢启芳, 吴亚杰, 刘伊津

      局部糟朽、虫蛀在古建筑梁柱构件中普遍存在,采用数值模拟方法分析其受力性能意义重大。在连续介质力学和损伤力学框架内,建立了木材的弹塑性损伤本构模型,并基于ABAQUS的用户材料开发接口UMAT进行了本构模型的二次开发,通过模拟已有文献中的三点受弯木梁试验,对本构模型的正确性进行了验证。通过人工预制局部开槽的方式模拟了实际古建筑木结构中梁柱构件的局部糟朽和局部虫蛀,基于所开发的本构模型,建立了相应的有限元模型,并通过课题组已有试验验证了模型的正确性。研究结果表明,所建木材的弹塑性损伤本构模型和木梁木柱的有限元模型,可较好地反映残损梁柱构件在受力过程中的非线性受力和损伤演化行为。

      • 1
    • 木结构古建筑槛窗木构架抗震性能及价值损伤研究

      郇君虹, 郭小东, 马东辉, 管忠正

      为了研究木结构古建筑带内部填充木框架的抗震性能和价值损伤规律,选取清式木结构古建筑中广泛应用的槛窗木构架为研究对象,制作了缩尺比例为1:2的试验模型进行了低周往复试验。分析了槛窗木构架的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律和耗能能力。试验结果表明:槛窗木构架滞回曲线有明显的“捏缩效应”,随着加载位移的增大和加载循环次数的增多这种效应就越明显;试验过程中墙体首先发生破坏,而后随着加载的进行墙体破坏逐渐加剧,木构件出现拔榫,棂条劈裂等破坏。墙体对木构架的刚度影响较大。在此基础上结合槛窗木构架可能存在的价值点,建议了基于价值的损伤评价指标,为古建筑的修复、加固和价值损伤评估提供参考。

      • 1
    • 毛竹内嵌杉木的螺栓连接抗拉力学性能

      聂诗东, 罗杨, 冉松, 吴迪, 王辉, 程睿

      在竹结构中柱脚一般会出现受拉荷载,针对这种现象提出了一种内嵌杉木的毛竹螺栓连接形式,因此,设计了15个内嵌杉木的毛竹螺栓连接试件并进行了轴向拉伸试验。首先根据Karacabeyli-Ceccotti建议的50%极限荷载法确定了试件的屈服荷载和屈服位移,其次阐述了荷载-位移曲线中不同变形阶段的特征,最后分析了螺栓直径和螺孔端距对连接试件的承载力和破坏模式的影响。结果表明该连接具有一定的承载力和变形能力,连接承载力随着螺杆直径增大而增大。连接在受拉时荷载-位移曲线具有两个弹性段,且第二弹性阶段存在刚度下降。连接的三种破坏模式为螺杆弯坏、竹壁剪出和竹壁开裂,失效模式由螺孔端距和螺杆直径控制。基于简化力学模型推导的公式能近似地预测连接承载力,为这类节点的设计提供参考。

      • 1
    • 古建筑木结构的承载及抗震机理

      杨庆山

      本文从古建筑木结构的材料劣化损伤、材性衰退、柱脚节点、榫卯节点缝隙与性能、斗栱性能,构架性能等几个方面探讨古建筑木结构的承载机理。从宏观和微观尺度分析古建木构材料性能,提出了构件层次的古木材性时变模型;建立了木柱摇摆-抬升的力学模型及精细化分析方法;建立榫卯节点缝隙概率分布模型,构建了榫卯节点模型及分析方法;分析了单朵斗栱力学性能及斗栱层的协同作用;通过摇摆木构架的实验和理论分析总结了节点摩擦耗能、重屋盖高位储能、构架长周期摇摆释能的综合抗震机理,可为古建木构的进一步研究和保护提供借鉴。 关键词:古建筑木结构;材性劣化;柱脚节点;缝隙统计;榫卯节点;斗栱;摇摆构架

      • 1
    • 黄土高填方场地孔隙水压力监测及变化规律分析

      于永堂, 郑建国, 张继文, 梁小龙

      孔隙水压力是评价黄土高填方场地变形与稳定的重要参数。为探讨沟谷地形中黄土高填方场地的孔隙水压力增长和消散规律,对某黄土高填方工程进行了施工期和工后期的孔隙水压力监测和分析。结果表明,在分析超静孔隙水压力的增长和消散规律时,须扣除因土层压缩和地下水位变化而引起的静水压力变化值;孔隙水压力受地下水位和填土荷载影响,其增长和消散模式主要分为即时变化型、逐步变化型、不变化型三种类型;土方填筑快,孔隙水压力增长快,反之,孔隙水压力增长慢甚至消散;施工期的孔压增量∑△u与填土厚度增量∑△p呈近似线性关系,孔隙水压力系数Ku小于0.2,土体始终处于稳定状态;工后期孔隙水压力消散缓慢,沉降达到稳定需要较长时间。

      • 1
    • 疏浚土配制喷播绿化基质的配比研究

      梅岭, 陈虞祥, 王雷, 夏宇昂, 陈正

      航道疏浚土与日俱增,利用疏浚土配制喷播基质运用于坡面绿化,可以实现疏浚土的资源化利用。以疏浚土为主要试验材料,采用L25(53)正交试验设计,在疏浚土中添加不同比例的PAM、SAP、稻草秸秆进行改良,并种植高羊茅进行盆栽试验,测定了各试验组的物理结构特征、水分特征、化学性质、高羊茅出苗率等指标,分析了PAM、SAP、稻草秸秆对疏浚土的影响,通过主成分分析法综合评价,得到了基于疏浚土配制绿化喷播基质配比。结果表明:在疏浚土中加入SAP显著改善了疏浚土的孔隙特性,降低土壤容重,提高疏浚土的持水能力;适量的PAM可以提高疏浚土中铵态氮的保留量,促进高羊茅种子的发芽,过量的PAM会抑制高羊茅种子的发芽;秸秆显著提高了疏浚土的养分含量,降低疏浚土的pH值;基质的最佳配比为每kg疏浚土内添SAP 6g、PAM 0.5g 、秸秆35g。用疏浚土替代喷播基质中的壤土,既可缓解土壤资源紧缺,也为疏浚土资源化利用开辟新途径。

      • 1
    • 故宫同道堂木结构的残损分析及保护建议

      秦术杰, 杨娜, 曹宝珠, 董金爽

      古建木结构是华夏民族的宝贵财富,但历经数百年服役后存在不同类型和程度的残损现象,降低结构的安全性能。本文选取北京故宫内的同道堂为对象,通过现场勘查和残损分析,获得结构柱框层、斗栱层和梁架层中典型的残损类型、特征、影响、数量和分布规律,并对其残损成因进行归纳,提出相应的保护建议。研究结果表明:结构的残损类型主要包括构件开裂、糟朽、缺失、歪闪、分离和榫卯节点拔榫等,其中斗栱层残损状况最为复杂和严重;结构残损成因可归纳为材性退化和木材缺陷、生物侵蚀和自然环境变化、长期复杂的荷载效应以及不合理的修缮措施;建立结构健康监测系统、加强生物病害防治、推进木结构力学性能的基础研究等是古建筑保护和修缮的重要基础和手段。

      • 1
    • 考虑台基影响的应县木塔地震响应分析

      薛建阳, 吴晨伟, 翟磊, 王瑞鹏, 马林林

      为研究台基对应县木塔地震响应的影响,采用ANSYS有限元软件建立了八角形台基、上部木结构及考虑台基影响的应县木塔整体结构有限元模型,采用模态分析法得到了模型的自振频率及周期。分析得到了上部木结构的弱水平刚度方向,并对上部木结构和考虑台基影响的整体结构模型输入地震波激励,对比分析了两种模型的地震响应。结果表明:八角形台基的频率较高且各阶频率比较接近,且当上部木结构的高阶频率与台基频率接近时,台基对上部木结构动力特性有较大影响。木塔东西方向为弱水平刚度方向。相比其它地震波激励,当长周期Tianjin波激励时,上部木结构和考虑台基影响的整体结构模型的加速度和位移响应更大。随输入激励的峰值加速度增大,模型结构动力系数呈减小趋势。在相同峰值加速度的同种地震波的激励下,考虑台基影响的整体结构的加速度和位移响应均大于上部木结构。

      • 1
    • 透明砂土休止角和起动流速基本特性试验研究

      殷峰, 周航, 丁选明, 陈胜利, 裴安青, 李佑

      人工合成透明土材料结合粒子图像处理技术在模型试验中已得到广泛的应用,然而要使用该技术研究桩基冲刷问题还需对其开展更多特性研究。基于熔融石英砂与正十二烷和15#白油混合液所制备成的透明砂土,通过室内试验研究了透明砂土的基本物理特性、休止角和起动流速。结果表明:透明砂土的透明度除1~2 mm粒径组的显著较差外,其余相差不大;各粒径组透明砂粒的容重相差甚小;干容重随粒径增大先增大后减小;孔隙液体剪切速率与切应力表现为较好线性关系,属于典型的牛顿流体;液下休止角随中值粒径的增大而增大,并与自然休止角进行了比较;粒径组为0.1~0.2 mm的透明砂粒的起动流速随液体深度增大而增大,并通过沙莫夫公式进行拟合,吻合效果较好。

      • 1
    • 钢桥面板-纵肋双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子研究

      张亚海, 郭宝圣, 张卫国, 陈方怀

      双面焊有望改善顶板-纵肋焊接构造细节的疲劳抗力,而初始焊接缺陷是影响该类构造细节疲劳性能的关键因素。基于断裂力学理论,采用FRANC3D-ABAQUS交互技术建立了含初始裂纹的钢桥面板多尺度有限元模型,研究顶板-纵肋连接焊缝疲劳裂纹应力强度因子。分析了焊缝熔透率、顶板厚度、初始裂纹形状比等对双面焊缝疲劳裂纹应力强度因子的影响规律。结果表明:钢桥面板-纵肋连接焊缝细节处疲劳裂纹为I型主导的I-II-III型复合型疲劳裂纹;双面焊缝顶板焊根处疲劳裂纹应力强度因子最大值比单面焊缝小64.3%,改善了顶板-纵肋焊缝的疲劳性能;焊缝熔透率对顶板-纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子影响较小;加厚顶板显著降低顶板-纵肋双面焊接细节疲劳裂纹应力强度因子;随着初始裂纹形状比增大,裂纹应力强度因子减小。

      • 1
    • 富水砂卵石地层地铁联络横通道人工冻结数值分析

      文彦鑫, 伍旺, 郭治岳, 宋修元, 尹红, 蒋辉, 晏启祥

      人工地层冻结法作为一种常用的土层加固方法,被广泛应用于煤矿、地铁等地下结构工程中。成都地区的砂卵石地层含水量丰富,渗透系数大,在砂卵石地层中实施冻结法难度更大。本文以成都地铁10号线某隧道区间为工程依托,研究了在砂卵石地层中采用人工冻结法修建联络横通道的问题。首先对冻结工程进行现场监测,其次根据冻结管实际布置形式建立考虑冰水相变的非线性三维弹塑性热-力耦合数值模型,然后通过现场监测和数值模拟两种手段对积极冻结期温度场和位移场的发展及分布规律进行研究。研究结果表明:数值模拟结果与现场监测数据吻合较好,建立的数值模型比较可靠;冻结壁交圈时间是冻胀变形快速增长的临界时间点,交圈时间约为25天;冻结壁交圈时间约为25天,冻结43.7天时冻结壁厚度达到2m,在37.8天时冻结壁内平均温度达到-10°C℃,满足后续开挖施工要求。研究手段和结果可为今后砂卵石地层中人工冻结工程提供一定的借鉴。

      • 1
    • 考虑黏土土性参数与支护压力变异性的盾构掌子面稳定性分析

      杨文钰, 郑俊杰, 章荣军, 乔雅晴

      盾构掌子面稳定性的不确定性分析多侧重于土性参数的变异性,鲜少考虑支护压力的变异性。为此,基于K-L级数分解法建立了描述土性参数空间变异性的三维随机场,研究了土性参数变异性对掌子面失稳模式、极限支护应力的影响规律,讨论支护压力的均值与变异系数对失效概率的影响,并依据此确定了支护压力均值特征值。结果表明:黏性土黏聚力与内摩擦角的空间变异性对掌子面稳定性有重要影响,其中内摩擦角的影响更甚;掌子面失稳模式与随机场局部分布密切相关,当掌子面前方随机场较分散时,可能发生局部破坏;掌子面的失效概率与支护压力的均值与变异系数密切相关,支护压力的均值越大,变异系数越小,失效概率越小;提出了掌子面支护压力均值特征值的概念,并结合失效概率给出了确定方法。

      • 1
    • 考虑加卸载时长的路基土动态回弹模量测试方法及试验研究

      彭俊辉, 张军辉, 郑健龙

      路基土动态回弹模量是沥青路面结构设计中的重要参数,准确的获取路基土动态回弹模量一直是国内外道路领域的重要研究课题之一。本文在调研国内外路基土动态回弹模量测试方法相关成果的基础上,通过有限元数值计算、试探性试验,建立了考虑行车荷载加卸载时长影响的路基土动态回弹模量测试方法;选取了两种典型的路基土,开展考虑行车荷载加卸载时长的动态回弹模量试验。试验结果表明:两种土质动态回弹模量随围压增大而增大,随循环偏应力、加载时长的增大而减小;随着加载时长的增加,路基土动态回弹模量减小可达34.6%,加载时长的影响不容忽视;不同加载时长下,路基土动态回弹模量随围压、循环偏应力的影响规律基本一致。

      • 1
    • 基于标贯试验的砂土液化概率判别法

      肖诗豪, 程小久, 汪华安, 张洁

      合理地对建设场地进行液化判别是降低液化灾害的基础。我国规范通过比较标贯击数临界值与实测标贯击数值的相对大小来判别砂土液化,但由于建立经验判别准则的过程中存在大量的不确定性因素,导致这种确定性方法不是衡量砂土液化的准确指标。针对这种情况,本文基于我国大陆地区标贯试验的液化案例库,利用极大似然法对四种广义线性模型进行参数标定,建立了适用于我国大陆地区的液化概率判别模型。结果表明,当液化概率较小时,四种广义线性模型的差异显著;当液化概率在30%~70%之间时,四种模型的预测结果相近。模型比较表明,Log-log模型对案例库的拟合效果最好,由此给出了基于Log-log模型的液化概率计算公式及指定液化概率下的标贯击数临界值计算公式。回判分析表明,本文提出的液化概率判别模型的总体回判成功率高于现行建筑抗震设计规范。

      • 1
    • 边坡支挡结构荷载的分项系数计算方法

      王桂林, 陈瑶, 杨洋

      边坡岩土参数的变异性较大,导致支挡结构荷载的确定较困难。目前常用的单一系数设计法无法较好地确定安全裕度,而可靠度分析方法虽然可靠度高,但计算复杂繁琐。分项系数法作为单一系数法向可靠度分析法的过渡,既考虑了概率,且计算简单,但在边坡方面的应用研究还较少。本文基于极限状态方程,将抗剪强度参数视为随机变量,采用一般分离法,推导了边坡支挡结构荷载的分项系数以及荷载值计算公式,并进行算例求解,与可靠度分析法进行对比。结果表明:目标可靠指标βT的取值对支挡结构设计有重要影响;支挡后的边坡可靠指标与目标可靠指标存在一定偏差:对于单一滑面边坡,偏差在6%以内,对于折线型滑面边坡,则偏差较大。

      • 1
    • 注浆水平纠偏的作用规律与影响因素研究

      程雪松, 高洁, 潘军, 白如冰, 郑刚

      注浆法作为补偿地层沉降的手段已取得广泛应用,目前的研究方向主要集中于注浆原理以及工程沉降纠偏等方面,对于土体参数、注浆参数对隧道水平位移控制效果的影响缺少系统研究。因此,本文基于天津某工程一现场注浆试验,采用应变法模拟注浆过程,研究了土质条件、注浆量、注浆距离、注浆长度以及注浆深度对注浆水平纠偏效果的影响。结果表明,注浆引起的土体最大水平位移位于注浆体顶部附近;土体强度、刚度参数对注浆效果影响不大,说明注浆控制水平位移的适用性较广泛;距离注浆点较近的土体水平位移随注浆量增加增长较快,较远时增长较慢,且土体水平位移随注浆距离增加衰减迅速,因此应尽量缩短注浆点与纠偏对象的距离;注浆长度较小时注浆作用范围集中且土体最大位移值较大,反之注浆作用较为分散均匀,应根据注浆距离和纠偏对象在深度上的范围选择注浆长度,最大化发挥注浆纠偏效果。

      • 1
    • 建筑空调能耗关键变量通用提取方法及工具的开发

      沙华晶, 许鹏, 钟文智, 李云飞

      建筑空调能耗关键变量是所有可能对建筑空调能耗产生影响的变量中起决定性作用的少数变量。关键变量的确定对于目前常用的两类能耗预测模型(即白箱模型和黑箱模型)都非常重要,基于关键变量而非全部变量建立模型可大大简化建模过程但不过度损失模型精度,并且有助于防止模型过拟合。关键变量的确定是比较复杂的过程,并且容易受到初始边界条件的影响。本文提出了一种关键变量通用提取方法,该方法分别对空调负荷相关和系统相关的特征进行分析,采用Morris法和回归法两种敏感性分析方法从初始变量集中提取出关键变量,并基于Python和Eppy开发了关键变量自动提取工具,该工具适用于不同气候区的各类建筑。案例分析结果表明,使用本文所提方法提取的关键变量集可以用少数变量较准确地描述空调能耗变化。

      • 1
    • 基于β-屈服函数的炭质泥页岩统一硬化模型

      崔凯, 胡斌, 崔阿能, 马利遥, 刘杨, 祝鑫

      炭质泥页岩普遍存在于我国西南地区的矿山高边坡的软弱夹层中,在雨水浸润作用下容易发生劣化,进而对矿山高边坡的稳定性产生不利的影响。炭质泥页岩材质分布较为均匀且具有较好的连续性,在复杂加载条件下会发生延性破坏,并且包含应变软化和剪胀特性。本文将炭质泥页岩视作超固结黏土并建立了能够合理描述其力学行为的修正统一硬化模型。该模型首先对修正剑桥模型的剪胀方程进行了必要的修正以更为准确的描述炭质泥页岩的剪胀特性,在此基础上提出了β-屈服函数,借助该屈服函数,能够考虑炭质泥页岩屈服面几何形状对模型计算结果的影响。此外,该模型假定在任意加载时刻炭质泥页岩当前的应力状态点始终位于下加载面上,并且初始超固结比会对炭质泥页岩的剪胀特性产生影响。通过将模型计算结果与炭质泥页岩在排水压缩条件下的试验结果进行对比分析,取得了良好的拟合效果,表明本文所建立的模型能够对炭质泥页岩的力学特性进行合理的描述,为后续探究含炭质泥页岩软弱夹层的矿山高边坡的稳定性分析提供了重要的理论依据。

      • 1
    • 碳纤维增强速生杨胶合木梁受弯性能研究

      王玉镯, 马云鹏, 王兰芹, 李沣庭

      为了研究碳纤维增强速生杨胶合木梁的受弯性能,考虑不同配纤率和配纤位置等因素的影响,进行了梁的四点弯曲静力荷载试验;推导出了梁的极限弯矩理论计算公式。研究表明:相比纯胶合木梁,碳纤维增强胶合木梁的裂缝减少、裂缝宽度减小。增强后梁的弹性模量提高了28.02%~57.93%;极限荷载提高了16.47%~50.72%;初始抗弯刚度提高了11.58%~23.37%。在受拉区配碳纤维能提高试件的极限承载力和初始抗弯刚度,相比仅在受拉区配置碳纤维,在受拉区和受压区配置碳纤维布时,试件的承载力反而减小,但破坏时的挠度降低。试件受拉区配纤率宜介于0.0606%~1.0311%,能充分利用木材的塑性抗压性能。根据本文推导的受弯计算公式进行计算,试件极限弯矩的理论计算值和试验值吻合较好,其计算结果能较好地预测此类试件受弯时的极限弯矩。

      • 1
    • 木楔加固对松动透榫节点抗震性能影响研究

      贺俊筱, 王娟, 杨庆山, 韩淼, 刘永波

      为研究木楔加固对带缝隙的透榫节点在反复荷载作用下的受力性能的影响,制作了包括完好节点、松动节点及木楔加固节点的三组足尺透榫节点模型。通过试验室足尺试验对比分析了三组节点的变形特征和破坏特点,研究了节点的弯矩-转角滞回曲线、刚度变化特性、耗能和应力状态等受力特点。结果表明:在榫卯节点转动过程中,榫头会部分脱出卯口。榫头的主要变形特征为木材出现明显横纹受压变形,主要破坏形式为变截面出现延伸至榫头根部的木材顺纹撕裂破坏;松动节点的榫头存在明显滑移现象,木楔加固后,滑移现象减弱,且松动节点的滞回环具有显著地捏拢效应,木楔加固后节点的捏拢效应减弱;松动节点的抵抗外荷载的能力和耗能能力等特性均显著降低,木楔加固后节点的各项性能明显提高,但仍略低于完好节点的。研究结果可为古建筑木结构的状态评估和抗震加固提供一定的基础。

      • 1
    • 穿斗式木结构中节点抗弯性能试验研究

      郭婷, 杨娜, 周海宾, 王双永

      以西南传统民居穿斗式木结构穿销中节点为研究对象,设计制作了2个足尺横向中节点和2个足尺纵向中节点模型试件,分别对两类节点进行了单调加载和低周往复加载试验,得到了两类节点的破坏模式、抗弯承载力、抗弯刚度、延性和耗能能力。试验结果表明:横向中节点主要在榫卯挤压区域发生嵌压塑性变形以及在木销受荷区域发生弯剪变形,纵向中节点易在榫颈位置发生折断破坏;横向中节点的初始刚度较纵向中节点高,横向中节点的抗弯承载力可达纵向中节点的2倍;横向中节点和纵向中节点的滞回曲线均表现出明显的捏拢和滑移现象,横向中节点的耗能能力较强;穿斗式木结构横向中节点和纵向中节点都具有良好的变形能力,横向中节点表现出较好的延性,但纵向中节点的延性很低;纵向中节点是穿斗式木结构中的薄弱节点,需要在穿斗式木结构的安全维护中重点关注。

      • 1
    • 分层地基中扩底桩的上拔承载力特性研究

      郭艳军, 张勇, 陈旭, 刘华峰, 段增强

      随着我国电力行业的快速发展,输电线路中杆塔基础的上拔承载力问题日益突出,分层地基破坏模式的确定和上拔承载力的计算都是目前亟待解决的关键问题。本文提出了不同地基的破裂面方程,并推导出了分层地基中扩底桩的承载力计算公式。根据9个不同桩的试验结果,分析了桩身轴力、摩阻力以及荷载?位移曲线,并将试验桩的破坏模式和承载力与理论计算值进行了综合对比。研究结果表明:(1)上覆盖土层对桩身轴力、桩侧摩阻力影响较小,仅占总体的5%~10%,下层岩体中桩的轴力和摩阻力占总体的90%~95%;(2)随着嵌岩深度和桩径的增加,极限抗拔承载力呈线性关系增加,且嵌岩深度参数对桩的承载力影响明显大于桩径的影响;(3)试验桩的岩体破坏模式为喇叭型曲面并与破裂面拟合函数方程的曲面形式基本一致,破裂面范围约为3~7倍的桩径;(4)桩的抗拔承载力实测值与理论计算值的差值保持在7%以内,证明桩的破裂面拟合函数方程和上拔承载力计算公式具有较高的参考和应用价值。

      • 1
    • Kriging点云滤波改进算法及监测试验研究

      胡达, 黎永索, 张可能, 梁晓东, 梁小强, 吴有平

      为进一步提高三维激光扫描技术的量测精度,本文从优化滤波算法的角度出发,基于Kriging改进算法,考虑描述对象的空间相关性质,针对点云数据的滤波处理问题,研究点云格网化滤波的优化方法。以实际工程为依托,通过现场监测比对试验,对三维激光点云数据进行格网化处理和分析,将试验得出的变形数据与传统方法量测数据进行对比。试验结果表明:基于Kriging滤波改进算法的不仅能够高效识别和提取隧道轮廓断面可视化数据,而且可以高效、准确地获得隧道变形。试验的拱顶下沉数据与传统量测数据较为接近,而周边收敛数据则有一定的差异。因此,三维激光扫描技术下的隧道变形监测在一定的环境条件下能较好的反映隧道变形的真实情况,能为隧道工程的施工提供有效的安全预警。

      • 1
    • 填埋场H-V立体土工膜界面行为细观机理研究

      侯娟, 王诗涵, 李昊, 李家正, 刘磊

      结合H-V(Horizontal-Vertical)立体土工膜及传统水平土工膜衬垫与土相互作用的力学模型试验,利用基于离散元理论的颗粒流软件(particle flow code,PFC),对具有不同几何特征的土工膜与土之间的细观作用机理进行了系统地研究,探明了H-V立体土工膜衬垫宏观力学效应得以改善的微观机理。文章通过对比已完成土工膜复合衬垫模型试验所得的宏观力学特征,主要从细观角度,就不同几何特征土工膜衬垫与土颗粒相互之间的位移变化规律、土颗粒与膜之间的接触力分布、膜上的应力分布以及整体衬垫系统中竖向应力的分布等进行了研究。发现与传统水平土工膜相比,H-V立体土工膜除了具有传统水平土工膜与土之间的摩擦作用外,还有竖向膜部分对土颗粒附加作用的侧摩阻力和咬合力。竖向膜可以约束土颗粒的位移及力链从受荷中心向两侧方向的传递,并使得H-V立体土工膜与土形成良好的约束挤密区。这不仅可以延缓H-V立体土工膜衬垫内部形成连续滑移面,同时可以更有效地均化整体衬垫中的应力分布,使得相同上覆荷载下,H-V立体土工膜衬垫具有更小的整体沉降量和不均匀沉降。

      • 1
    • 再生粗骨料品质对混凝土抗溶蚀性能的影响

      刘惠, 王震, 郝亚利, 朱平华, 王新杰, 陈春红

      基于硝酸加速溶蚀试验方法,分别对100%取代率下不同品质(I类、II类和III类)再生粗骨料混凝土和天然粗骨料混凝土的抗溶蚀耐久性进行了对比研究,并从宏观力学性能退化及内部微观结构损伤方面进一步揭示了混凝土抗溶蚀性能经时劣化规律和损伤机理。研究结果表明:高品质再生骨料制备的混凝土的抗压强度较高,与骨料物理性能具有良好的相关性。在溶蚀环境下,再生粗骨料混凝土的抗压强度损失率、质量损失率、溶蚀深度随溶蚀龄期的增加而逐渐增大,随粗骨料品质的降低并不一定严格增大,在不同时期出现阶段性差异。通过SEM图像可知,溶蚀前后,低品质骨料混凝土界面过渡区差异明显。由溶蚀深度与溶蚀时间的拟合公式可知,三类品质骨料制备的混凝土均满足软水环境中的水工结构使用要求,低品质(III类)再生粗骨料混凝土可用于一代服役50年的水利工程结构。

      • 1
    • 装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回性能研究

      黄晨凯, 赵宝成

      装配式H型钢腹板开孔耗能支撑是由腹板开孔H型钢和传力槽钢通过螺栓连接组成的新型耗能支撑,可有效避免支撑构件失稳。为了研究这种支撑的耗能能力及破坏机理,对试件进行了低周往复加载试验及有限元模拟分析。结果表明:装配式H型钢腹板开孔耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。在轴向荷载作用下,试件主要依靠开孔腹板孔间短柱进入塑性耗能,孔间短柱端部为薄弱部位,加载过程中首先进入塑性,并最先发生断裂,孔间短柱中间部位随着加载深入进入塑性的面积越来越大。加载过程中螺栓与槽钢始终处于弹性状态。试件最终因孔间短柱断裂导致破坏。H型钢耗能腹板长度相同时,腹板宽度越宽,孔间短柱高宽比越大,耗能支撑承载力与刚度越小,变形能力越好,孔间短柱高宽比范围在5~8之间较为合理。建议长圆孔端部圆弧到螺栓孔中心最短距离控制在1.2d0~1.5d0之间。改变长圆孔圆弧半径对支撑的力学性能影响很小。H型钢腹板宽度相同时,腹板长度越大,承载力与刚度越大。给出了装配式H型钢腹板开孔耗能支撑的设计方法与极限承载力公式,可为工程应用提供参考。

      • 1
    • 基于数字图像相关的古建筑彩绘梁损伤识别方法

      刘纲, 顾嘉伟, 李孟珠, 贺成华

      针对传统损伤识别需布设接触式传感器而不利于古建筑木结构保护的问题,利用古建筑自身彩绘图案探索基于数字图像相关原理(DIC)的非接触式损伤识别方法。通过数码相机拍摄古建筑彩绘木梁振动时序图片,采用整、亚像素位移搜索算法解算木梁上各点的位移响应时程,利用傅里叶变换得到幅频、相频曲线,进而通过幅频幅值和相频相位角提取木梁的工作模态;利用DIC方法可获取沿梁长方向所有像素模态信息的优势,引入振型转角模态、曲率模态作为损伤特征指标进行损伤识别。数值算例和彩绘简支梁实验结果表明,采用DIC方法获得的工作模态能准确识别木梁的损伤部位和损伤程度的相对大小,为古建筑木结构预防性保护提供了新技术手段。

      • 1
    • 考虑剪力滞的波形钢腹板连续曲线箱梁内力求解

      杨美良, 袁以鑫, 樊林杰, 刘阳帆

      波形钢腹板连续曲线箱梁由于受到弯扭耦合效应的影响,受力情况极其复杂。为了研究波形钢腹板连续曲线箱梁的力学性能,在前人研究成果的基础上,考虑剪力滞效应和剪切变形的影响,基于能量法对波形钢腹板曲线箱梁(简称CCBG(CSWs))一次简支超静定结构的约束扭转控制微分方程进行补充修正;运用该微分方程结合三弯矩法对三跨波形钢腹板连续曲线箱梁进行内力求解,并与曲杆结构力学法、有限元分析结果进行了比较。结果表明:考虑剪力滞效应和剪切变形的影响,采用本文方法求得的内力结果与有限元计算结果契合度较高,验证了本文方法的正确性;相同荷载作用下,波形钢腹板连续曲线箱梁的内力与传统的混凝土腹板连续曲线箱梁的内力非常接近,说明连续曲线箱梁的腹板材料对桥跨内力的影响较小。

      • 1
    • 盾构施工对临近桩基影响的数值模拟及参数分析

      李明睿, 陈国平, 范秀江、徐平原、丁士龙, 孙志浩, 徐长节

      采用数值模拟软件对盾构隧道施工近距离下穿桩基进行三维仿真模拟,研究双线盾构动态掘进时桩基位移的变化。数值模拟实现了盾构施工时的步步掘进,考虑了土仓压力、注浆压力、盾构与土体摩擦力等施工参数的影响,除此之外,文章利用PLAXIS 3D的固结计算,考虑盾构机自重对土体的固结作用引起的地层沉降,并由此考虑开挖速度对桩基位移的影响。计算结果表明,隧道开挖将导致桩基发生沉降、侧移以及倾斜,桩基的整体位移以及倾斜都随盾构施工的进行不断增加。施工参数敏感性分析表明:增快开挖速度可以有效控制桩基位移,但当开挖速度增快至一定程度时,开挖速度对桩基的影响逐渐减小;双线隧道同步开挖时对桩基的影响比双线分别开挖时小。研究结果可为类似工程提供技术参考。

      • 1
    • 夏热冬冷气候区欠发达地区高校建筑冬季适应性热舒适研究

      刘晶, 喻伟, Essah Emmanuel

      良好的室内热环境不仅有助于学习效率的提升,还有利于建筑节能。因此,在学校建筑内提供一个舒适的热环境具有重要意义。但是,目前对于学校建筑室内热环境和热舒适的研究主要集中在经济发达地区。类似的研究在经济欠发达地区还很匮乏。为了填补经济欠发达地区学校建筑室内热环境和人体热舒适了解的空白,本文以夏热冬冷气候区经济欠发达地区遵义的自然通风高校建筑为研究对象,通过开展现场调查和测试详细分析了该地区自然通风的高校建筑的冬季室内热湿环境和热舒适状况。并以此为基础对非物理因素(如经济水平、过去的热经历、热期望等)对人体热舒适的影响进行了探讨。结果表明:遵义地区自然通风高校建筑冬季室内热湿环境较为恶劣,38.3 %的受试者认为冬季室内温度是“凉”或“冷”的。实测热中性温度为17.36 °C,80 %可接受温度区间为14.97~20.69 °C,均比PMV预测模式下相应数值偏低。Griffiths模型预测的平均舒适温度为16. 88 °C。在非物理因素的作用下,遵义地区自然通风高校建筑冬季的热中性温度、可接受温度区间与出自同一气候区经济发达地区热舒适现场调查的相应结果比较均偏低。因此,遵义地区自然通风高校建筑在改善冬季室内热环境时可考虑能耗低的被动式措施,本研究进一步丰富了夏热冬冷地区高校建筑热舒适数据库,其发现对于欠发达地区高校建筑的设计,运营和维护均有指导意义。

      • 1
    • 锑矿废渣模拟酸雨淋溶重金属Sb、As、Hg淋溶释放规律研究

      周赛军, 王余心, 邓新平, 邓仁健, 汪建群, 任伯帜

      为了全面系统地研究锑矿废渣中重金属的淋溶释放规律,以湖南省冷水江锡矿山锑矿的锑矿废渣为研究对象,通过对锑矿废渣的消解试验与半动态淋溶试验,测定锑矿废渣与淋溶液中重金属的含量,分析锑矿废渣淋溶液中Sb、As、Hg淋溶释放规律。试验结果表明:锑矿废渣中重金属含量较高,除Pb外其余重金属均超国家《土壤环境质量农用地土壤风险管控标准》(GB 15618-2018)的风险筛选值(pH≤5.5),重金属含量均超湖南省土壤背景值;锑矿冶炼渣在模拟酸雨淋溶下重金属析出浓度在第2~第3天达到峰值,锑矿废石与锑矿尾砂淋溶一天后就达到峰值,锑矿废渣重金属累计析出量均为锑矿冶炼渣>锑矿尾砂>锑矿废石;锑矿废渣重金属的累计淋出量与模拟酸雨累计淋出量之间呈二次函数关系。试验结果将为锑矿废渣对土壤-地下水污染防治提供一定的理论支持。

      • 1
    • 黏土中桶式基础的有限元模拟及破坏包络面分析性能试验研究

      陈佳莹, 滕竟成, 吴则祥

      本研究旨在应用高级土体本构对黏土中的吸力桶基础进行完整的有限元模拟,以建立吸力桶基础的破坏包络面。首先采用了硬化土模型(HS)通过有限元方法分析了在不同单调组合荷载作用下的正常固结黏土中的吸力桶基础离心机试验,通过对比试验结果验证了使用HS模型的有限元分析的有效性。然后,通过径向滑移试验进行大量的有限元分析,进一步延伸到V-H-M(竖向力-水平力-弯矩)空间的破坏模式。在此基础上,描述了H-M平面、V-H平面上的破坏包络面,以及V-H-M空间三维破坏包络面。结果表明,H-M破坏包络面类似于倾斜的椭圆;不同竖向荷载对H-M破坏包络面倾斜度的影响可以忽略;H-M破坏包络面的尺寸随着竖向荷载值的增加而减小;竖向荷载和水平荷载之间存在很强的相互影响,即竖向承载力和水平承载力构成的V-H屈服面近似为四分之一椭圆,可以看出H-M倾斜椭圆的大小由竖向荷载控制。根据数值模拟的结果,最终提出了在V-H-M空间中表达三维破坏包络面的新的解析表达式。

      • 1
    • 酸溶液对原状黄土抗拉强度影响的试验研究

      刘华, 胡鹏飞, 王松鹤, 刘乃飞, 胡文乐, 谷宏全

      黄土受到污染之后,土体的组分以及内部结构会发生改变,从而使得土体抗拉强度也会随之发生改变。基于此,本文通过人工配置盐酸、硫酸和硝酸的4种不同摩尔浓度的污染液,对比蒸馏水和污染后的土样进行直接拉伸破坏试验,探讨了酸污染黄土的拉应力-拉应变特征及过程,进一步分析了不同酸溶液种类、浓度对土体抗拉强度演化规律的影响。结果表明:随着酸污染液的侵入,黄土的抗拉强度均小于未污染状态;且随着污染液浓度的增大,盐酸和硝酸的抗拉强度均呈减小态势,而硫酸的抗拉强度却逐步恢复,拟合后的污染液浓度与抗拉强度呈现出较好的幂函数关系;最后基于污染黄土的抗拉强度和抗剪强度探讨了酸污染黄土的联合抗剪强度拟合关系。

      • 1
    • 混凝土圆环形截面非均匀配筋计算的解析法

      李彬, 周东华

      环形截面是工程结构中常见的截面形式,但混凝土环形截面配筋计算存在双重非线性(材料和截面宽度变化的非线性)。《混凝土结构设计规范》中仅给出计算均匀配筋的超越方程组,需编程和迭代求解,不能手算,极为不便。另外,一些环形截面构件(如高桥墩、预制管桩等)长度长,截面尺寸大,钢筋用量大,若采用均匀配筋,中性轴附近钢筋应力小,经济性不好。若采用非对称配筋,将受力钢筋布置在远离中性轴的外围区域,可充分利用混凝土和钢筋强度,提高经济效益。对此本文根据混凝土和钢筋的本构关系确定应变变化的范围和边界,从应变出发,通过解析方法,由应变求解应力,进而计算内力,不需迭代,最终将计算结果绘制成便于手算配筋的诺谟图,计算快速方便,适用于C50及以下强度混凝土和任意直径大小的环形截面。

      • 1
    • 大型钢网架穹顶结构弹塑性稳定性分析

      张洋, 陈朝晖, 杨帅

      本文针对大型LNG储罐钢网架穹顶结构的弹塑性稳定性分析,基于刚体准则,采用改进塑性铰模型建立了适于几何与材料双非线性分析的空间弹塑性梁单元,分别采用局部荷载扰动与整体模态扰动的方法,研究了局部缺陷与整体缺陷以及是否考虑材料屈服对结构稳定承载力的影响差异。结果表明,局部与整体缺陷均会降低网架穹顶结构稳定承载力。荷载干扰下结构整体初始变形小,荷载位移曲线在极值点附近变化显著,稳定承载力对局部缺陷位置不敏感对大小敏感;模态干扰下结构整体初始变形较大,荷载位移曲线平滑。材料屈服对结构稳定性有显著影响。本文所建弹塑性刚体准则空间梁单元及其相应非线性分析方法,与ABAQUS相比,效率与精度兼优,适于大型复杂工程结构非线性分析,尤其在处理局部缺陷的影响上具有优势。

      • 1
    • 锈蚀脚手架钢管轴压稳定性试验研究

      胡晓鹏, 仲帅, 彭刚, 范永风

      为研究锈蚀对扣件式脚手架体系中钢管立杆稳定性的影响,通过对不同锈蚀龄期的钢管进行表面形貌测试,分析了锈蚀对钢管内外壁表面形貌的影响;借助锈蚀钢管材料单调拉伸试验,探讨了锈蚀条件下钢材力学性能退化规律;并基于锈蚀钢管的轴心受压试验结果提出了锈蚀钢管立杆稳定性的计算模型。研究结果表明:随着钢管失重率的增加,钢管表面坑蚀分布由独立蚀坑向溃疡状蚀坑群发展,外壁坑蚀率、算术平均高度和均方根高度均不同程度的高于钢管内壁;锈蚀钢材表面随机分布、大小不一的蚀坑会导致钢材强度与塑性变形能力下降,钢材塑性变形能力劣化更明显;不同锈蚀程度钢管轴压破坏模式均为整体弯曲失稳,随失重率的增加锈蚀钢管的极限荷载线性下降,峰值荷载对应轴向位移值逐渐降低。

      • 1
    • 可液化土中劲芯复合桩地震响应特征研究

      刘涉川, 王安辉, 章定文, 郑宫龑

      劲芯复合桩是将预制混凝土管桩插入水泥土桩中复合成的新型桩基。通过振动台模型试验及有限差分程序FLAC3D数值模拟分析,研究了可液化地基中劲芯复合桩的地震响应。利用模型试验结果验证了数值模型的准确性和可靠性,进而通过参数分析讨论了水泥土桩桩径、桩长、剪切模量等因素对可液化土-复合桩-上部结构地震响应的影响规律,并定量评价了水泥土桩加固对场地抗液化性能及桩基弯曲破坏的影响特征。结果表明:增大水泥土桩桩径和桩长可有效提高复合桩的抗震性能;增大水泥土剪切模量对复合桩抗震性能的提高是有限的;桩基在桩头附近或水泥土与可液化砂土交界处易产生较大的弯矩响应,该部位应采取必要的抗震构造措施。根据研究结果提出了可液化地基中劲芯复合桩的抗震设计要点。

      • 1
    • 高韧性水泥基材料抗渗性及工作性能试验研究

      李晓琴, 周旭, 李世华, 刘国寿

      工程水泥复合材料(ECC)具有良好的韧性和裂缝控制能力,可用于解决地下和水工工程中的混凝土开裂和漏水问题。高水灰比(1.03)ECC流动度好,但抗渗性能差,同时水灰比过高使得材料坍落度大、粘聚性差,不满足可喷射性的指标要求。为了解决上述问题,将硅灰(SF)以不同的SF/水泥质量比引入ECC(1.03)中,以改善其工作性能,抗渗性能、微观结构和力学性能。结果表明,当SF/水泥比为15%时,ECC(1.03)的工作性能大大提高,达到新拌材料可泵送及可喷射指标要求;同时,ECC(1.03)的抗渗性能提高至P8以上;电镜扫描(SEM)和能量分散光谱仪(EDS)的观察结果证实,添加SF使ECC的显微组织更致密,而且还可以减少碱性物质,从而抑制碱聚集反应并提高耐久性。通过对ECC同时展开韧性、抗渗性及可泵送可喷射工作性能研究,获得了具有良好韧性、抗渗性及工作性能的ECC配合比,为实际工程中推广及应用奠定了基础。

      • 1
    • 包浆再生粗骨料对自密实混凝土力学性能及抗冻性的影响

      曹鑫铖, 金宝宏

      通过自密实包浆再生骨料混凝土力学性能及快速冻融循环试验,从试件的抗压强度、劈裂抗拉强度及抗折强度,冻融后试件的质量损失率、抗压强度损失率及相对动弹性模量角度,研究了再生粗骨料包浆对自密实再生混凝土性能的影响,并结合SEM电镜试验,从微观上分析了骨料包浆对混凝土抗冻性能的改善机制。结果表明:普通混凝土和再生混凝土的劈裂抗拉强度、抗折强度与抗压强度之间的换算关系式不适用于自密实包浆再生骨料混凝土,本文提出的新关系式与试验数据较吻合;再生粗骨料包浆优化了骨料物理性能,改善了混凝土新旧界面过渡区,增强了其密实性,提高了混凝土的抗冻性能;采用42.5R水泥浆对骨料进行包浆时,混凝土的抗冻性能最优,虽不及普通混凝土,但与骨料未包浆的混凝土相比,150次冻融循环后,混凝土相对动弹性模量提高了18.6%;基于冻融后抗压强度和相对动弹性模量建立的冻融损伤模型拟合精度较高,能够较好的反映出自密实包浆再生骨料混凝土的冻融损伤破坏规律。

      • 1
    • 锈蚀钢筋横截面积分布规律统计分析

      刘浩, 巴光忠, 苗吉军, 刘才玮

      检测确定钢筋的锈蚀特征参数是进行锈蚀钢筋混凝土结构性能评定的基础。本文通过电化学加速锈蚀试验获得不同锈蚀程度的钢筋,采用三维激光扫描技术建立锈蚀钢筋的三维几何模型,并提取了相关锈蚀特征参数。然后基于概率理论统计分析了锈蚀钢筋平均截面锈蚀率与最大截面锈蚀率、锈蚀不均匀系数之间的相关性,建立了锈蚀不均匀系数的概率分布模型。研究表明:随着锈蚀程度的增加,最大截面锈蚀率和锈蚀不均匀系数均呈幂函数增长,并与锈蚀钢筋的直径有关;锈蚀不均匀系数服从广义极值分布,其概率分布的形状参数、尺度参数和位置参数均随锈蚀程度的增大而线性增大,并与锈蚀钢筋的直径和单元长度有关。

      • 1
    • 唐代殿堂型木构架抗侧力性能影响参数分析

      王娟, 许刃文, 张熙铭, 杨庆山

      唐代殿堂型木结构是我国最早的木结构建筑遗存,具有极其珍贵的历史文化和科学研究价值。为深入研究此类木构架的抗侧力性能,建立了经模型试验验证的唐代殿堂型木结构单间四柱空间木构架精细化有限元模型,探究了斗拱-梁架一体化铺作层构造,柱脚管脚榫、柱头馒头榫等弱连接节点形式以及竖向荷载大小和位置对木构架滞回耗能及抗侧力性能的影响。结果表明:水平往复荷载作用下唐代殿堂型木构架表现为摇摆抬升,其水平位移以柱架层的水平位移为主,滞回曲线呈“S”形,具有明显的“捏缩”效应,两端较饱满,正反接近对称。木构架初始抗侧刚度最大,随位移增大退化明显。铺作层为刚度较大的水平结构层,其横梁联系存在一定的冗余度。柱脚管脚榫及柱头馒头榫均可增强木构架的滞回耗能及抗侧力,但两者发挥作用的阶段不同。竖向荷载越大,木构架的滞回耗能越大,水平抗侧力也越大;其作用位置在一个柱径长度内偏移对木构架的滞回耗能及抗侧力性能无明显影响。

      • 1
    • 内配格构式钢骨钢管混凝土构件的抗弯性能研究

      王先铁

      对是否设置加劲肋和格构式钢骨等4组内部不同构造形式的钢管混凝土试件进行受弯试验。试验结果表明:格构式钢骨延缓了试件受拉区混凝土开裂和受压区钢管屈服,有效提高了其抗弯性能。采用有限元软件ABAQUS对试验试件进行了数值模拟分析,有限元模拟结果与试验结果吻合较好。在此基础上分析了钢管径厚比、钢骨肢件间距、钢骨尺寸、钢骨及混凝土强度等对内配格构式钢骨钢管混凝土构件受弯性能的影响。结果表明:影响构件抗弯性能的主要参数为钢管径厚比、钢骨尺寸及钢骨强度;混凝土强度、钢骨肢件间距对其承载性能影响较小。采用中国规范、美国及欧洲规范对试件的抗弯承载力和刚度进行计算,并将计算结果与试验结果进行对比。结果表明:中国规范对该类构件抗弯承载力的计算偏于保守,对抗弯刚度的计算误差较大;美国和欧洲规范对该类构件抗弯刚度的计算偏于保守。

      • 1
    • 产表面活性剂石油降解菌(GJ)的筛选及对石油烃降解特性

      孔萌, 邢献杰, 姜巧, 彭明国, 王晋, 张文艺

      针对炼油厂含油废水处理过程中产生的“三泥”处置难题,从大庆油田含油污泥中分离出一株既产表面活性剂又能降解石油烃的菌株GJ,通过进行观察形态特征观察、生理生化实验及16S rDNA序列分析,鉴定GJ菌株为希瓦氏菌属(Shewanella sp.),将菌株GJ应用于浮渣和生化污泥的降解试验,探讨了GJ对浮渣和生化污泥的降解动力学。对菌株产物进行提取纯化、薄层层析初步判断、红外光谱分析证实GJ菌产物中存在一个五元环内酯结构和糖苷键,为糖脂类表面活性剂。浮渣和生化污泥降解试验中,菌株GJ第7天时石油烃降解率最高分别达到81.11%和83.21%;生化污泥的降解试验中,菌株GJ第7天时石油烃降解率最高达83.21%。Logistic生长模型(R2=0.972)、Luedeking-Piret模型(R2=0.985)和一级反应动力学模型,分别可以很好的模拟GJ菌体生长、表面活性产物合成和对石油烃的降解过程。初步推断GJ菌以石油烃作为碳源,在生长过程中分泌可打破油水界面表面活性剂打破油水界面,增大菌株与石油烃的接触程度,促进GJ菌对石油烃的摄取、代谢并进行自我增殖。本文可为研究希瓦氏菌降解石油烃的机理和工程应用提供理论参考。

      • 1
    • 超声波预处理炼油厂浮渣油泥试验研究

      于鑫娅, 吴凌云, 邢献杰, 姜巧, 彭明国, 张文艺

      针对炼油厂浮渣油泥(简称“浮渣油泥”)含有大量污油、成分复杂且较难处理等问题,采用超声波法对中石化金陵分公司产生的浮渣油泥进行预处理试验,通过L16(44)正交试验法分析了超声功率、超声温度、超声时间、超声频次对浮渣油泥除油率的影响,利用SPSS 25.0进行误差分析并运用单因素试验细化了正交实验结果,通过红外光谱仪分析了超声前后油泥成份变化情况。试验结果表明:因素的影响顺序为超声功率<超声时间<超声温度<超声频次;当超声功率70 W、超声时间15 min、超声温度55℃、超声频次3次时,其对石油类物质去除率可达32.46%;红外光谱显示超声后油泥对应峰的光谱强度下降,含油量下降明显,芳烃、醇类、烷烃、烯烃类物质等均有减少,表明石油烃长链及高分子有机物碳链被破坏;超声后萃取出的油中烷烃类物质减少,醇类物质增多,说明烷烃的一个氢基被羟基代替,生成对应的醇,相比之烷烃,醇更容易被微生物降解。超声波处理浮渣油泥中机制为:通过机械效应、空化作用及热效应破坏石油烃长链及高分子有机物碳链,降低浮渣油泥黏度,促使油、泥、水三相易于分离,从而降低浮渣油泥中的石油类物质含量。超声波法为物理法,无外加化学药价,处理方法简单,可作为浮渣油泥微生物法深度处理的预处理手段。

      • 1
    • 土工格栅加筋碎石土动回弹模量试验及预估模型研究

      张航, 周志刚, 韩健

      加筋土路基动回弹模量是加筋土技术在道路工程中的重要设计指标。本文利用动三轴仪对土工格栅加筋碎石土进行动回弹模量试验,对比分析了含水率、加筋方式、剪切及侧限影响表征量对动回弹模量的影响规律,并回归分析了动回弹模量预估模型参数。研究结果表明:加筋土的动回弹模量随着含水率的提高而降低;土工格栅应布设在土体中的水平剪切变形层位,增加加筋层数或减少层间距,对提高动回弹模量的效果明显;在其他条件不变时,动回弹模量随剪切和侧限影响表征量的增大而增大;NCHRP 1-28A模型参数的回归结果比较理想,该模型可用于对土工格栅加筋土动回弹模量的预测。上述试验及分析成果可为路面结构设计时确定加筋土路基动回弹模量提供依据,促进加筋土技术在道路工程中的推广应用。

      • 1
    • 不同瓣型荞麦壳加筋黄土的强度特性研究

      雷胜友, 文晓灿

      为了探索植物壳生态加筋土的强度特性,作者进行了荞麦壳加筋黄土的剪切试验研究。首先我们进行了荞麦壳和黄土的基本性质试验,然后将荞麦壳分瓣,按一定的干土质量比将分瓣好的荞麦壳添加到配好的湿土中,击实成样,进行直剪试验,研究表明,荞麦壳加筋黄土的剪应力-剪切位移曲线的变化规律与素土的相似。荞麦壳加筋后土的强度有了明显的提高,最大提高23%。在强度指标方面,表现为加筋后土的内摩擦角有了很大提高,最大提高了6.13°,而粘聚力则有不同程度的降低,其降低值不超过8kPa。还发现只有当荞麦壳的加筋率大于某一百分比时,荞麦壳加筋土的强度才大于素土的强度,该百分比与荞麦壳的分瓣情况有关。对于荞麦壳加筋材料,存在一个界限加筋率时,当加筋率小于界限加筋率时,荞麦壳起作用所需的剪切位移基本上随垂直压力而增大,当加筋率大于界限加筋率,荞麦壳起作用所需的剪切位移随垂直压力增大而减小,该界限值也与荞麦壳的分瓣情况有关。相比较而言,天然荞麦壳和两瓣型荞麦壳作为加筋材料更合适。

      • 1
    • RC框架结构倒塌易损性评估

      郑山锁, 温桂峰, 董立国, 杨威, 刘巍, 张艺欣

      为系统评估我国RC框架结构的抗地震倒塌能力,按照现行规范设计了66个典型RC框架结构,基于OpenSEEs平台建立了考虑节点剪切变形的典型RC框架结构集中塑性铰模型,并采用IDA分析方法得到了各典型结构的IDA曲线与倒塌点;进而,分析了设防烈度、层数及跨度对倒塌储备系数的影响,评估了RC框架结构的大震及特大地震下的抗地震倒塌能力。结果表明:按我国现行规范设计的RC框架结构的抗倒塌储备系数CMR与设防烈度和层数存在负相关关系,而与跨度的相关性较弱;符合现行规范设计的RC框架结构,满足大震不倒的设防要求,但其抵御特大地震作用的能力明显不足,其中,7.5度设防RC框架结构的抗倒塌能力最弱。

      • 1
    • 重组竹螺栓连接节点承载能力计算分析

      李霞镇, 任海青, 李贤军, 徐康, 钟永, 郝晓峰

      基于重组竹螺栓连接承载性能分析,分析评价了现有木结构设计规范对重组竹螺栓连接承载能力预测的适用性,为重组竹结构连接设计和应用提供借鉴和依据。采用正交设计法对16组48个重组竹-钢夹板单螺栓连接节点试样进行了试验,验证了Foshci理论模型对重组竹-钢夹板单螺栓连接节点的适用性,揭示了螺栓直径、端距及主构件厚度等因素对节点承载能力的影响规律,最后分析评价了GB 50005和European 5规范对重组竹-钢夹板螺栓连接承载能力预测的准确性。研究结果表明:Foschi理论模型能够反映节点的线弹性、屈服后阶段的变化特征,能够较为全面地反映重组竹-钢夹板螺栓连接节点整个受力过程。螺栓连接承载力受螺栓直径、主构件厚度和端距三因素共同影响,但当节点达到最小尺寸设计要求时,承载能力受螺栓直径影响的作用最为明显。Eurocode 5对重组竹-钢夹板螺栓连接节点承载预测能力偏保守,而我国GB50005预测能力存在安全富余的空间,能较好地预测重组竹-钢夹板螺栓连接的承载能力。

      • 1
    • 单向分布钢纤维RPC弯曲性能试验

      李坤坤, 杨克家, 李坤梁, 林一苇

      为研究准静态荷载下纤维分布对构件力学性能的影响,对同一纤维掺量(2%)下不同纤维长度(13mm~20mm)的单向分布和乱向分布钢纤维RPC试件开展了四点受弯试验。通过选取弯拉荷载-挠度曲线上初裂点、峰值点及其他几个特征点,定量地分析单向分布和乱向分布钢纤维RPC的弯拉性能。试验结果表明:钢纤维在主拉应力方向上的方向系数显著影响基体的弯曲性能。其中,单向分布钢纤维试件的弯拉峰值应力、弯曲韧性较乱向分布试件均有大幅提高,且跨中挠度达到L/150时,前者的残余强度仍高于初裂强度4.35MPa~16.9MPa;纤维长度由13mm增加至20mm时,与乱向分布试件相比,单向分布试件的裂后弯曲性能提高幅度更明显,且单向分布试件受荷越大,纤维长径比的优势越能体现出来;单向分布试件断口处纤维分布均匀,绝大部分方向与主裂纹方向垂直,锚固长度大,断口处桥接效应显著;综合考虑单向钢纤维RPC试件的等效弯曲应力,耗能能力等指标,当纤维掺量为2%的前提下,纤维长度为20mm时,其力学性能最优。

      • 1
    • 采用CFRP增强的GFRP管混凝土短柱轴压性能试验研究

      杨霞, 杨文伟

      对玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管约束混凝土短柱,通过碳纤维增强复合材料(CFRP)布进行不同方式的加固,制作了12个两两相同的GFRP管约束混凝土短柱试件,研究不同加固模式下GFRP管约束混凝土短柱在单调轴压及重复轴压下的力学性能。分析了试件的破坏模式、承载能力、变形能力、加固效果、应力-应变曲线、塑性残余应变与卸载应变的关系以及极限状态。结果表明,三种加固模式下试件的极限承载力均有很大提升;单轴受压试件的应力-应变曲线与相同工况下反复受压试件的应力-应变包络曲线基本一致;加固前后试件的塑性残余应变和卸载应变均存在线性关系,且随着约束作用的加强,直线的斜率也随之增大。对Lam和Teng提出的FRP约束混凝土加卸载模型进行了修正,并对不同加固模式下GFRP管约束混凝土短柱在重复轴压下的卸载路径进行了预测,通过与试验结果对比发现,修正后模型与试验结果吻合较好。

      • 1
    • 预制-装配式多键群剪力键力学行为试验研究

      石璐, 范亮

      装配式钢-混组合结构在桥梁工程中使用日益广泛,其中预制-装配式集束群钉剪力键力学行为研究对装配式钢-混组合桥梁的安全应用有重要意义。为研究预制-装配式群钉连接件键群数量对剪力键受力特性的影响,开展了单键群及双键群装配式钉群剪力键推出加载试验,对比研究单键群和双键群试件的荷载滑移曲线、破坏形态及抗剪承载力,并结合三键群及四键群试件数值模拟,研究多键群下的装配式剪力键承载力折减效应。研究表明:单键群和双键群剪力键的破坏模式均为栓钉剪断,单键群试件的裂缝数量少于双键群试件;承载力折减效应随着键群数量的增多而增加;键群间受力不均匀现象随荷载增大逐渐显著;基于能量法分析了多键群间由于受力不均匀产生的多键群承载力折减效应,提出了多键群装配式剪力键承载力折减系数计算表达式。研究成果对于预制-装配式群钉剪力键在装配式组合梁中的应用提供了重要理论参考。

      • 1
    • 考虑粘结应力传递抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算方法研究

      唐皇, 彭建新, 王晗, 张建仁

      基于微元法思想,考虑了锈蚀钢筋与混凝土之间粘结应力的传递,以及粘结应力传递前后截面应变的相容性,建立了钢板和FRP抗弯加固锈蚀RC梁挠度计算模型。为了验证计算模型的正确性,本文对比分析了现有文献中和作者的试验结果,结果表明:在不同荷载等级下,考虑粘结应力传递模型钢板抗弯加固锈蚀RC梁的挠度计算结果与不考虑粘结应力传递模型相比更加接近试验值。前者极限荷载和对应极限挠度的误差范围为-0.6%-1.8%和-10.5-9.1%,后者极限荷载和对应极限挠度的误差范围为1.1%-6.1%和-11.4%--2.2%。本文的模型同样能较为精确地预测FRP材料(包括CFRP和BFRP)抗弯加固锈蚀RC梁的荷载-挠度曲线,极限荷载值的误差范围从-3.6%-4.2%,极限挠度误差范围为-4.2%-8.3%。

      • 1
    • 平面应变条件下基于Lade-Duncan强度准则中主应力条件的土压力问题及适用性研究

      孟天一, 张玉, 刘瑾, 赵阳, 杨倩, 丁潇, 范特佳

      针对实际工程中存在的大量挡土墙、基坑开挖等平面应变问题,考虑中主应力对强度的影响,将平面应变条件下Lade-Duncan强度准则的中主应力关系代入SMP、Lade-Duncan、AC-SMP 和广义 Mises强度准则中得到新的平面应变强度准则。据此建立了基于各强度准则的主、被动土压力计算公式,进而推广至粘性土,并将主、被动土压力理论计算值与实测值进行了对比分析。研究结果表明,Mohr-Coulomb强度准则因其未考虑中主应力的影响,致使计算结果相对实测情况偏于保守;SMP强度准则、Lade-Duncan强度准则考虑到中主应力对土压力大小的影响,计算结果相比Mohr-Coulomb强度准则更接近实测情况;AC-SMP强度准则、广义Mises强度准则在一定内摩擦角范围内可以描述挡土墙的土压力大小,但超出适用范围时,二者均不再适用于描述挡土墙的土压力大小;广义Mises强度准则在适用范围内的计算结果相比SMP强度准则、Lade-Duncan强度准则计算结果更接近实测数据。研究结果可为挡土结构上土压力的计算提供一定的理论指导。

      • 1
    • 机制砂和水玻璃改良膨胀土抗压和抗剪强度试验研究

      付相深, 王齐, 杨振北, 李贤, 汪时机

      以无侧限抗压强度及抗剪强度为主要分析指标,土样干密度为1.65g/cm3,含水率为15%,通过试验研究了不同掺量的机制砂和水玻璃改性对广西南宁地区膨胀土的无侧限抗压强度、刚度及抗剪强度的影响规律。试验结果表明,分别单独掺入时,无侧限抗压强度及刚度均随着掺量的增加而先增大后减小。机制砂的最佳掺量为10%,强度提高15.7%(控制掺砂粒径小于0.5mm),水玻璃(硅酸钠)的最佳掺量为1%,强度提高52.4%。但复合掺入时,机制砂会降低水玻璃的改良效果。通过试验进一步研究了机制砂的粒径大小对掺砂法改良效果的影响,结果表明,为提高膨胀土的强度,掺入机制砂的粒径不宜大于0.5mm。通过开展直剪试验,结合莫尔-库仑强度理论,两种方法均能提高该膨胀土的抗剪强度。研究成果验证了利用水玻璃改良膨胀土和用机制砂代替天然风化砂改良膨胀土的有效性,可为今后工程中膨胀土的改良提供参考。

      • 1
    • 土体硬化模型参数试验研究及其在南昌地区基坑工程的应用

      刘伟煌, 朱怀龙, 贺斯进, 言建标, 徐长节

      基坑开挖数值分析的关键在于土体本构的选择和合理计算参数的选取,硬化模型(HS模型)是应用较为广泛的模型之一。首先,通过采用GDS空心扭剪试验仪(SS-HCA)和常规固结仪完成大量的室内试验,获取了南昌地区软土层的硬化本构模型(HS模型)参数,对各层土参数中模量之间的比例关系进行了探讨,并且将试验得到的结果与国内外文献的相关结果作了比较和总结。随后,运用PLAXIS有限元数值计算软件,对南昌某地下室深基坑工程进行了数值模拟,土体本构模型采用程序内置的HS模型。结果表明,围护桩深层水平位移的实测数据与数值计算结果基本吻合,验证了本文获取HS模型参数及方法适用于南昌地区基坑开挖的数值分析,具有工程参考和应用价值。

      • 1
    • 冲击映像法及其在超长距离顶管施工泥浆套检测中的应用

      林天翔, 叶冠林, 王祺, 冯少孔

      泥浆减阻技术是超长距离顶管施工中一项关键的技术手段,泥浆套厚度与工程质量息息相关。基于冲击映像法的基本原理,本研究提出了一种精确掌握顶管施工注浆充盈状况的快速检测方法,并通过模型试验和现场试验对检测方法的有效性进行了研究。根据模型试验结果,将归一化冲击响应强度作为反映泥浆充盈状况的评价指标,成功应用于苏州一大型引水工程中。研究表明:冲击映像法在检测泥浆套厚度方面较传统压力观测法有明显的优越性,有效提高了检测效率和高阻力区的识别能力,据此对泥浆薄弱区进行定点补浆,节约了施工成本,可在同类工程中推广使用。

      • 1
    • 预制叠合板构件智能化识别与检测方法研究

      杨阳, 李青泽, 姚刚

      预制叠合板构件质量问题是导致施工现场预制构件不能顺利安装的重要因素之一。预制叠合板构件智能化检测方法可以对叠合板的尺寸、预留孔洞及预埋件位置进行快速检测。基于机器视觉和BIM技术的预制叠合板智能化检测技术,对3块预制叠合板试件进行了特征识别及分析。研究结果表明:该检测方法可以对预制叠合板构件进行图像摄取与图像预处理,并对其特征进行统计,识别预制叠合板尺寸信息,识别预留孔洞及预埋件的数量、尺寸及位置信息,进行快速检测,并判断构件是否合格,提高出厂构件的合格率,降低构件返厂率,从而减少施工成本,降低工期延误风险。

      • 1
    • 矿渣基改性材料干化城市污泥效果及微观实验

      张发文, 何禹龙, 董明坤, 赵长民, 张雪娇

      通过不同掺入量和养护龄期下矿渣基改性剂对城市污泥含水率的影响,采用X射线衍射、扫描电镜和热分析方法表征了矿渣基改性材料和干化污泥的水化产物和微观结构,探讨了矿渣基改性材料对污泥干化的效果及机理。结果表明:随着掺量的增加和养护龄期的延长,污泥含水率大幅减少;在相同条件下,矿渣基改性剂对污泥的干化效果明显好于生石灰。微观实验表明:改性剂遇水后,矿渣玻璃体中的SiO2和Al2O3会在碱性条件下和污泥中的水发生水化反应生成水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,将大量自由水转化为结晶水,降低污泥中的含水率,同时也会填补污泥内部的孔隙,改变原污泥松散团聚的结构体系,使污泥牢固的联结成一个整体,有助于污泥的进一步资源化利用。

      • 1
    • 预应力部分外包钢组合梁变形性能试验研究

      张鹏, 赵晓冬, 邓宇

      为探究预应力部分外包钢组合梁在竖向加载下的变形性能,对12片预应力部分外包钢组合梁进行竖向两点加载试验,探究其裂缝开展、挠度与延性性能等变形性能。本文采用分型维度理论对各试件裂缝开展情况进行分析;利用Euler梁理论与Timoshenko梁理论分别推导梁的挠曲线方程,进而推出梁的跨中挠度计算值;计算预应力部分外包钢组合梁位移延性系数、截面曲率延性系数与能量延性系数,并采用灰度关联分析法进行三种延性系数的影响因素分析。结果表明,施加一定程度预压应力的部分外包钢组合梁在破坏时裂缝开展最充分;基于Timoshenko梁理论的挠曲线方程与跨中挠度计算值最接近真实值;截面面积是试件位移延性系数与曲率延性系数最重要影响因素,而型钢锚固形式则为能量延性系数最重要影响因素。

      • 1
    • 受酸腐蚀砂岩的细观损伤特性分析

      霍润科, 王龙飞, 李曙光, 丁凡, 王国杰, 王保来, 梁国栋

      为了研究受酸腐蚀砂岩的微细观结构与宏观力学参数之间的相关性,基于物性试验及单轴力学试验,对不同pH值盐酸腐蚀不同阶段砂岩的质量和力学参数进行实时监测,借助于电镜图像处理技术,得到腐蚀砂岩孔隙结构特征参数,计算其孔隙分形维数,基于引申的Lemaitre应变等效原理,建立了基于孔隙率的化学损伤变量,推导出了砂岩的本构模型。结果表明:pH=1、pH=3的盐酸和pH=7的蒸馏水浸泡180d砂岩的质量分别损失1.22%,1.08%、0.57%,单轴抗压强度分别降低了52.93%,41.93%、27.11%,具有明显的时间效应;受酸腐蚀砂岩平均孔径随着腐蚀时间逐渐增加,孔隙分形维数整体呈增加趋势,砂岩的宏观力学参数劣化程度与砂岩质量损失率、微观孔隙率具有相关性,通过强度计算与试验结果对比分析,对该模型合理性进行了验证。

      • 1
    • 非均匀风下流线型箱梁悬索桥静风稳定性分析

      单秋伟, 张亮亮, 言志超, 杨建新

      大跨度悬索桥结构轻柔,风致响应明显。借助有限元方法,考虑悬索桥的几何非线性和位移荷载非线性,对非均风攻角来流沿主梁对称分布和非对称分布以及非均匀风速来流沿主梁对称分布和非对称分布时悬索桥的非线性静风稳定性展开研究。结果表明,正攻角来流会降低桥梁的静风失稳临界风速,负攻角来流有利于桥梁抵抗静风失稳,且负攻角来流对桥梁的静风稳定性的影响程度比正攻角来流的影响程度大;非均匀风攻角来流非对称分布时,可由小风攻角来流确定的静风失稳临界风速作为稳定性判断依据,非均匀风攻角来流对称分布时,可以选择平均攻角来流来衡量桥梁的静风稳定性。非均匀风速来流对桥梁的静风稳定性有不利影响,且非均匀风速来流对称分布时的影响比非均匀风速来流非对称分布时的影响更大。在不同初始攻角下,这类来流对桥梁静风稳定性有着相似的影响,桥梁的静风失稳临界风速均随着风速非均匀程度增大而减小。

      • 1
    • 能量桩群桩基础沉降特性分析

      张沛, 石雨恒, 费康

      基于荷载传递法,考虑桩-桩相互作用并引入Pyke准则模拟桩土界面上的加卸载行为,以及确定桩土相互作用模型参数,从而建立了能量桩双桩基础的沉降特性分析方法,并推广到能量桩群桩。通过与文献中实验数据的对比分析,验证了所提方法的可靠性。结合算例,利用该方法对在纯力学荷载,纯温度荷载以及热力耦合作用下的能量桩群桩基础沉降特性进行分析。结果表明:力学荷载作用下,群桩位移比随着桩顶荷载水平的增大而减小;温度荷载作用下,群桩桩顶位移方向一致;热力耦合作用下,群桩的桩顶位移情况与具体的桩顶荷载水平和桩身温度增量有关。在桩顶荷载较小时升温,可能会出现单桩桩顶上抬而群桩桩顶下沉的情况。

      • 1
    • 堆石料的三维应力分数阶本构模型

      吉华, 孙逸飞

      为了合理反映粗粒土的状态依赖非关联应力应变特性,应力分数阶塑性力学模型被提出。然而,之前所建立的模型是基于三轴试验结果,无法对堆石料真三轴条件下的应力应变特性进行预测。为解决这一问题,基于特征应力法对已有分数阶塑性力学模型进行了完善,使得模型可以预测堆石料在真三维应力作用下的应力应变特性。为验证模型的合理性,进一步选取不同初始状态条件下堆石料的真三轴压缩试验数据,对模型进行了验证,发现:三维化后的分数阶岩土塑性力学模型可以合理地模拟不同初始状态的堆石料在真三轴压缩条件下的应力应变行为。与传统塑性力学模型相比,所提出的分数阶塑性模型在描述堆石料非关联流动时,不需要额外引入塑性势函数,仅需要对已有屈服面求解分数阶导数即可;此外,模型在特征应力空间中推导完再映射到原应力空间,即可描述土体的三维强度特性,而无需额外采用三维强度准则。

      • 1
    • CO2强化再生骨料的表征及其环境效益评价

      高越青, 潘碧豪, 梁超锋, 肖建庄, 何智海

      CO2强化不同品质和粒径再生骨料的表征并不系统和完善。本文在约20%CO2浓度和自然环境压力下,考虑再生粗骨料(RCA)品质和粒径的影响,试验测试了CO2强化再生骨料(CRCA)的碳化率、CO2吸收率?碱度、残留CO2气体含量、吸水率及CO2强化再生骨料混凝土(CRAC)的抗压强度和抗氯离子渗透性,综合评价了CO2强化再生骨料的环境效益。结果表明,CO2强化再生骨料的碳化率和CO2吸收率随再生骨料水灰比的增加而增加;CO2强化显著降低再生骨料的碱度,且CO2强化再生骨料粒径越小、水灰比越低,其残留CO2气体越多;CO2强化再生骨料显著降低其吸水率,明显提升CO2强化再生骨料混凝土的强度和抗氯离子渗透性能。CO2强化再生骨料既可吸收CO2气体,又可因CO2强化再生骨料混凝土性能提升而减少材料用量所致CO2排放减小,具有良好的环境效益。

      • 1
    • 实测下击暴流风场特性分析

      陈超豪, 王子茹, 霍林生, 黄国庆

      目前下击暴流风场特性的研究大多是围绕风速模型和部分风场特性展开,对于风场特性与平均风速之间的关系、不同风场特性之间的相关性以及与大地边界层近地风特性的比较研究,涉及甚少。基于下击暴流实测风速数据,运用滑移平均法提取了下击暴流的时变平均风速,进而获得脉动风速。在此基础上,研究了下击暴流的紊流度、紊流积分尺度和阵风因子的特性,并就以上3种特性与平均风速的关系,以及3种特性之间的相关性展开了分析。研究结果表明:(1)下击暴流的紊流度、紊流积分尺度以及阵风因子均大于相应场地类别下,相同高度处大气边界层近地风的对应风场特性;(2)下击暴流的紊流度与平均风速之间,以及紊流积分尺度和紊流度之间均存在负相关性,而紊流积分尺度与平均风速之间,以及阵风因子与紊流度之间则都表现为正相关; (3)低矮建筑的抗风设计,应重点考虑下击暴流脉动成分的影响,而高层建筑和高耸结构的抗风设计,应重点关注下击暴流气流涡旋的威胁;(4)相比大气边界层近地风,下击暴流容易产生更大的瞬时极值风速,会对工程结构构成更大的威胁。

      • 1
    • 层状地基中考虑桩端应力泡形扩散的单桩沉降计算

      王立兴, 吴文兵, 杨晓燕, 张云鹏, 王奎华

      基于虚土桩模型,研究了桩端应力扩散效应对单桩沉降的影响。首先,结合虚土桩模型和Boussinesq解,提出了考虑桩端应力泡形扩散的应力泡形虚土桩模型来考虑桩端土对桩的支承作用。然后,利用荷载传递法,对桩周土采用双折线模型,推导得到了层状地基中考虑桩端应力泡性扩散的单桩沉降解析解。进一步,讨论了弹性极限位移、弹性抗剪切刚度系数、附加应力值等参数对单桩沉降的影响。最后,结合工程实测数据,将本文方法与规范法及现有理论解进行对比,验证了本文方法的合理性。应力泡形虚土桩模型的最大优势在于能够较严格地给出桩端应力扩散边界,因而具有更广泛的工程应用意义。

      • 1
    • 不同平均主应力条件下重塑黄土的应力应变特性

      刘红, 张吾渝, 冯永珍, 王鹏

      利用英国GDS空心圆柱扭剪仪,对青海重塑黄土在不同平均主应力条件下进行了一系列定向剪切试验,研究了平均主应力对青海重塑黄土应力应变特性的影响。试验保持中主应力系数b不变,在不同平均主应力条件下,将重塑黄土试样分别进行主应力轴未发生旋转和旋转45°的两种剪切破坏应力路径。实验结果表明:平均主应力和主应力方向角对重塑黄土的强度和变形有着显著影响;重塑黄土在大主应力方向角等于45°剪切破坏时峰值八面体剪应力与平均主应力成线性关系,重塑黄土破坏时所产生的八面体剪应变发展趋势基本相同;剪切过程中重塑黄土的大主应变和小主应变成对称发展,破坏时中主应变只有小幅度增长。当八面体剪应力-应变曲线没有出现峰值时,建议采用八面体剪应变为15%对应的八面体剪应力作为重塑黄土的破化标准。

      • 1
    • 既有砌体结构抗压强度的贝叶斯推断

      倪玉双

      基于贝叶斯理论,推断既有砌体结构的抗压强度。将现场原位轴压法测试的砌体抗压强度作为先验信息,同时利用块体和砂浆回弹法检测强度的推定值,按照GB50003-2011《砌体结构设计规范》中的砌体抗压强度计算公式构造似然函数,联合先验信息和似然函数,推导既有砌体结构抗压强度的后验分布,研究结果表明通过后验分布可得到综合各种信息的既有砌体结构抗压强度的合理推断值。且已建立的后验分布可作为下一次抗压强度贝叶斯推断的先验信息,可实现既有砌体结构抗压强度值的动态长期观测,为砌体结构的定期维修和加固提供依据,为砌体结构的可持续发展提供基础。

      • 1
    • 纳米碳纤维增强混凝土介电特性研究

      王志航, 许金余, 吴云泉, 黄哲, 夏伟, 孟欣

      为研究纳米碳纤维增强混凝土的介电特性,发现纳米碳纤维增强混凝土对电磁波的反射与损耗规律,采用波导法测试纤维掺量为0、0.1%、0.2%、0.3%、0.5%的纳米碳纤维增强混凝土在1.7 GHz~2.6 GHz频率范围内的介电常数。分别从相对复介电常数实部,相对复介电常数虚部,损耗角正切等方面分析了纤维掺量、频率对纳米碳纤维增强混凝土介电特性的影响。同时,对比分析0.3%纤维掺量下纳米碳纤维和普通碳纤维对混凝土材料介电特性的影响。试验结果表明:纳米碳纤维的掺加提高了混凝土材料相对复介电常数实部、虚部、损耗角正切,增强了混凝土材料对电磁波的损耗能力;纤维掺量越大,纳米碳纤维增强混凝土介电特性越强,对电磁波的损耗能力越大;纳米碳纤维对混凝土材料介电特性的提高效果强于碳纤维。

      • 1
    • 循环荷载下橡胶混凝土的断裂特性

      徐颖, 卜静武, 刘雨夕, 徐英才

      为了研究了循环荷载下橡胶掺量对混凝土断裂力学性能的影响,本文对五种不同橡胶掺量(0,5%,10%,15%,20%)的带缺口混凝土梁分别开展了单调和循环加载断裂试验。根据断裂试验获得的荷载-裂缝口张开位移(P-CMOD)曲线计算了橡胶混凝土的断裂能和耗散能,结合典型橡胶混凝土试件的破坏形态,综合分析了加载工况及橡胶颗粒掺量对混凝土断裂力学性能及能量耗散的影响规律。研究结果表明,随着橡胶掺量的增加,橡胶混凝土强度和弹性模量逐渐降低,而断裂能值逐渐增大。在循环加载工况下,混凝土耗散能随循环加载过程的持续逐渐累积过程与裂缝口张开位移的累积过程类似,损伤破坏过程呈现“三阶段”特征。总耗散能随橡胶掺量增加而增加,但始终不超过其断裂能。

      • 1
    • 玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变性能研究

      张霓, 郑晨阳, 羡丽娜, 王连广

      为研究玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴心受压徐变性能的影响,本文根据该空心柱在轴压下的受力特点,对空心柱的受力性能进行分析,建立适用于玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变公式。编制徐变分析程序计算徐变应变与时间关系曲线,并通过已有试验验证徐变程序的正确性。在此基础上,计算分析作用荷载、玻璃纤维管管壁厚度、混凝土强度等级及空心率等主要设计参数对其徐变性能的影响。结果表明:在荷载作用初期(28天内),空心柱的徐变增长较快,28天后增长速度相对缓慢,大约6个月后趋于稳定。对玻璃纤维管钢筋混凝土空心柱轴压徐变影响最大的是作用荷载,其次是玻璃纤维管管壁厚度,混凝土强度等级和空心率对徐变影响相对较小,该结论可为工程实践提供参考。

      • 1
    • 邻近高耸建筑对小区风环境影响试验研究

      唐春朝, 韩艳, 沈炼, 李春光, 蔡春声

      风环境是评价人居生活质量好坏的重要指标,近年来随着国民经济的快速发展,越来越多的高耸楼宇应运而生,这些楼宇会较大程度改变已有小区风环境,给小区居民正常生活带来困扰,而当前对该问题的针对性研究还十分匮乏。文中以长沙通用时代国际社区为研究背景,利用大尺度风洞(10m×3m×21m)对新增高耸建筑后的小区风环境进行了全方位,多工况试验研究,并基于超越概率法对有无新增高耸建筑小区风环境舒适度与危险度进行了定量评估。研究结论显示:城市小区平均风剖面与湍流度剖面指数值要远高于规范值,表明城市小区具有较大的地表粗糙度。新增高耸建筑会显著改变其邻近区域风环境,如高耸建筑对通用时代小区100 m、200 m和300m范围内平均风速分别造成了25%、6%和2%的加速作用,在增加高耸建筑后小区风环境舒适度与危险度超越概率最大值分别增加了2倍和6倍。

      • 1
    • 不同钢板加固方式影响下锈蚀RC梁试验研究

      唐皇, 彭建新, 王晗

      为了研究不同钢板加固方式对锈蚀RC梁承载性能的影响,探索不同钢板加固方式的加固效应,本文通过静力荷载试验对比研究了钢板抗弯加固、抗剪加固和抗弯-抗剪组合加固锈蚀RC梁在承载力、变形、破坏模式和延性等方面的特点,分析了不同加固方式的优缺点。研究结果表明:对于钢板厚度分别为3mm、4mm和5mm的抗弯加固锈蚀梁,随钢板厚度增加1mm,其极限承载力而增加7-18kN。组合加固效果最明显,其极限承载力相比于锈蚀梁提高了107.7%。组合加固锈蚀梁的抗变形能力最强,其次是抗弯加固锈蚀梁,同时钢板厚度增加对抗弯加固锈蚀梁的抗变形能力有积极作用。组合加固较其他两种加固方式能更有效地提高锈蚀梁的延性,其延性相比锈蚀梁提高了320.4%,其次是抗剪加固锈蚀梁。抗弯加固锈蚀梁的延性相比其他两种加固梁都要小,并且随着钢板厚度增加,其延性先增加后减小。评价抗弯和抗剪加固锈蚀梁的加固效果时需综合考虑抗变形能力和延性。

      • 1
    • 颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切特性的影响

      刘飞禹, 郑其婷, 王军, 应梦杰

      为研究颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切行为的影响,选择碎石和具有相同粒径分布的玻璃珠作为试验材料,利用动态直剪仪对碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面进行了一系列单调直剪试验、循环剪切试验和循环后单调直剪试验,分析了竖向应力分别为30、60和90 kPa下加筋碎石和加筋玻璃珠界面的单调直剪特性;接着,研究了位移幅值分别为1、3、6、9、12和15 mm的循环加载作用下两种加筋界面的循环剪切特性,并对比分析了循环剪切前、后两种加筋界面单调剪切特性的异同点。结果表明:单调直剪试验中,3种竖向应力下碎石-格栅界面的抗剪强度和最大剪胀量均大于玻璃珠-格栅界面的相应值。循环剪切试验中,不同剪切幅值的循环加载作用下碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面的循环剪切行为存在差异。循环后单调直剪试验中,碎石-格栅界面循环后的界面抗剪强度较未经受循环加载的界面抗剪强度有所提高,幅值为15 mm的界面除外;而所有幅值下玻璃珠-格栅界面循环后的抗剪强度均发生了退化。

      • 1
    • 酸性环境下砂岩腐蚀的渗流特性

      霍润科, 钱美婷

      为了拓宽酸性介质与砂岩之间的细观特性研究,论文基于数字岩心模型和格子Boltzmann方程,开展砂岩受酸腐蚀过程的加速模拟试验,分析不同酸性环境下受酸腐蚀砂岩的渗流特性。首先,通过CT扫描设备探究受酸腐蚀砂岩内部矿物组成的结构变化;利用Image J和Avizo可视化图像处理软件建立了受酸腐蚀砂岩的数字岩心,结合格子Boltzmann方程构建出砂岩受酸腐蚀过程中的渗流模型,分析了砂岩受酸腐蚀过程中内部孔隙结构和渗流特性的变化规律。研究结果表明:CT扫描试验可展示砂岩内部的矿物组成及孔隙分布,反映酸性溶液对砂岩的腐蚀程度;渗透深度随孔隙率的增大而增大,变化速率先快后慢,最后趋于稳定,说明基于Boltzmann方程构建的渗流模型对模拟砂岩受酸腐蚀过程具有较好的适用性。

      • 1
    • 纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结硬化的影响

      胡建伟, 谢永江, 刘子科, 郑新国, 曾志, 王月华, 翁智财, 蒋睿

      研究了纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥凝结时间、早期水化历程及抗压强度的影响,采用XRD、TG、pH计和SEM等分析测试手段对早龄期水化产物和液相碱度等进行了表征,探讨了纳米C-S-H/PCE对硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的增强机理。结果表明:掺加纳米C-S-H/PCE能有效缩短硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥浆体初凝及终凝时间,当C-S-H掺量≥1.0%时,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥的初终凝时间差明显缩短。纳米C-S-H/PCE加快了硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥水化放热速率,提高了总的水化放热量,早期水化产物生成数量多,但对水泥水化产物类型没有影响,硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥体系8h、12h和16h的抗压强度显著提高。

      • 1
    • 内翻U形外包钢组合梁正截面抗弯承载力分析

      阎奇武, 张正

      为研究新型内翻U形外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力及其构造要求,以已有内翻U型外包钢-混凝土组合连续试验梁为参照,建立该组合连续梁非线性有限元模型,模拟组合连续梁有限元模型的荷载-跨中挠度曲线,并与相关试验结果对比,验证了该组合梁有限元模型的建模方法和参数选取的合理性和有效性。应用建立的组合连续梁有限元模型,分析了内翻外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯承载力的主要影响参数。综合内翻U型外包钢-混凝土组合连续梁正截面抗弯承载力试验和模拟结果,提出采用简化塑性理论计算组合梁正截面抗弯承载力计算时,组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值应乘0.96的修正系数。0.96倍组合梁正截面抗弯承载力塑性理论计算值与组合梁有限元模型模拟计算值比较表明两者十分偏安全地接近,提出的组合梁正截面抗弯承载力修正的简化塑性理论计算值具有足够的准确性和可靠性。

      • 1
    • 地下混凝土筒仓结构工程性试验与数值分析

      金立兵, 梁新亚, 霍承鼎, 王振清, 王珍

      地下粮仓可充分利用地下空间,具有较好的防火、防毒、防爆等性能;同时,可利用浅层地能实现准低温储粮,具有节能、低损、保证粮食品质的优点,对保障我国粮食安全及可持续发展意义重大。论文采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法,对大型地下混凝土筒仓不同施工阶段进行工程试验,对不同施工阶段的仓壁的力学性能进行工程试验测试与数值模拟,验证数值分析方法的合理性与有效性。进而对最不利工况的仓壁在水土复合压力作用下的力学性能进行数值分析。结果表明,地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好,验证了数值方法的有效性;仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高,环向应力在距仓壁顶部约三分之二位置处最高。该方法可为类似地下混凝土结构的力学分析与结构设计提供参考。

      • 1
    • 索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素

      王雪姣, 言志信, 龙哲

      针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础,该基础既填补了沙漠地区输电塔基础的空白,克服了砂土地基基础施工难题,又满足了工程安全稳定性要求。通过室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行了分析,同时研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明:数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载-位移曲线呈三段式变化;埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系;极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系;土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。

      • 1
    • 微生物岩土技术及其应用研究进展

      刘汉龙

      本文对环境岩土工程领域涉及的几种主要微生物的生物化学反应过程及作用机理进行了总结,并针对微生物岩土技术在土体加固技术,抗渗封堵技术,污染土修复技术等三个方面开展的研究进行了总结与评述。通过对微生物岩土领域国内外已开展的系列研究的整理与总结,以期促进该领域开展更全面深入的基础研究和微生物技术在岩土工程中更切合实际的推广与应用

      • 1
    • 微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究

      郑俊杰, 宋 杨, 赖汉江, 崔明娟, 吴超传

      微生物固化(MICP)技术能够显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。通过向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以期改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性。在此基础上,探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试,探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明:MICP过程中,碳酸钙晶体能够有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能够对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。

      • 1
    • 混凝-超滤工艺去除水中复合污染物的研究

      赵纯, 金凡, 安叶, 孙志华, 郑怀礼

      研究分析了腐殖酸对水溶液中纳米TiO2稳定性的影响,探究了混凝剂投加量、pH、钙离子对混凝-超滤工艺去除水中腐殖酸-纳米TiO2复合污染物的影响。结果表明,纳米TiO2与腐殖酸在水溶液中发生的静电吸附以及配位反应将引起纳米TiO2有效粒径的减小,静电斥力增强,胶体分散更均匀,体系稳定性增加,易于迁移,从而给饮用水安全带来威胁。实验结果显示,混凝剂浓度为0.46 mmol/L,pH值在7~8之间,即弱碱性时,不添加钙离子,处理效果较好,膜通量较高,膜污染较轻。

      • 1
    • 火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导研究

      王岚, 王立雄, 詹旺宇

      为了研究火灾下隔震橡胶支座防火保护热传导极限,并对工程上的防火保护设计提供理论依据及试验数据参考。本文在一维非稳态热传导公式的基础上,推导出ISO834火灾标准升温下的隔震橡胶支座防火保护热传导规律。按照GB9978.1-2008建筑构件耐火试验方法,对工程上常用的LNR500支座防火板保护、LNR1500支座防火板保护及LNR500支座防火板、柔性防火材料组合保护三种防火保护试件进行在ISO834标准升温下的耐火试验。用ABAQUS软件对试验的建筑隔震支座进行了建模及有限元热分析。通过防火保护数值分析和耐火试验结果与公式结果对比,拟合较好,验证了理论公式的有效性。以理论推导和试验数据为基础,当支座表面温度达到临界温度150℃时不同厚度防火板的极限导热率表可以作为工程应用参考。

      • 1
    • 行人-扶梯耦合作用下楼盖的振动测试与舒适度评价

      潘毅, 王双旭, 郭瑞, 胡文豪

      针对搭接扶梯的悬挑楼盖在行人-扶梯耦合作用下容易产生铅垂向振动的问题,以某高架商业夹层中的悬挑楼盖为背景,采取了现场振动测试的方法,研究扶梯运行、行人数量及行人运动状态对悬挑楼盖振动响应的影响,并通过测试数据对楼盖结构做振动舒适度及人员感知度评价。结果表明:行人在扶梯上的跑动是导致悬挑楼盖振动的主要原因;楼盖的振动响应随行人人数增加而更加明显,但随距扶梯的长度增加而衰减;采用峰值加速度对悬挑楼盖进行舒适度评价,当行人在扶梯上跑动时悬挑楼盖的振动响应已超出舒适度限值;采用KB(Konstant Beurteilungswerte)值对悬挑楼盖进行感知度评价,当行人相对扶梯静止时,悬挑楼盖的振动不会超出感知度容许值,当行人相对扶梯走动或跑动时,悬挑楼盖的振动则会超出感知度容许值;人员相对扶梯运动并不会导致悬挑楼盖发生共振。

      • 1
    • 防堵塞型透水混凝土的制备与性能研究

      唐静, 赵玉婷, 梁美坤, 贺濒苇, 余意恒, 曾路

      为改善路面透水性能,聚合物透水混凝土已逐渐广泛用于海绵城市的建设中。本试验采用特细砂和环氧树脂制备透水材料,通过控制变量法,分别探讨了砂的粒径和聚合物掺量对透水混凝土的抗压强度以及透水系数的影响。同时还进行了堵塞的模拟实验,基于图像分析透水混凝土的孔径大小,通过观察混凝土的微观孔结构分析其性能变化规律。试验结果表明:在粒径相同的情况下,随着环氧树脂掺量的增加,透水混凝土的抗压强度逐渐提高,而透水系数逐渐下降;当骨料粒径为0.15-0.3mm的比例增大时,透水混凝土抗压强度呈现先增加后下降的趋势,而透水系数呈现不断增大的趋势。当骨料粒径为0.15-0.3mm,环氧树脂掺量为骨料质量的5%时,透水混凝土的平均孔隙率为14%,平均等效直径为214um。当粒径为0.15-0.3mm和0.3-0.6mm的骨料复掺比例为1:1时综合性能较好,抗压强度达41.7MPa,透水系数为1.7mm/s,制品经四次堵塞循环后,透水衰减系数小于20%,防堵塞性能良好。

      • 1
    • 车辐式索桁架模态分析与试验研究

      王泽强

      通过跨度60m圆形车辐式索桁架屋盖1:10缩尺模型的模态分析和模型试验,考察了拉索预应力、矢跨比及内外环直径比3个变化参数对结构自振特性的影响,对比分析了前四阶振型的试验结果与理论计算结果。试验和分析结果发现:结构第一、二阶振型为反对称上下振动,第三阶为内环扭转振动,第四阶为内环相对扭转振动;两者频率误差在10%以内,试验振型与理论振型基本吻合;前四阶振型的频率均在10Hz以上,表明车辐式索桁架结构为低频动力响应,自振频率较小且分布密集;预应力水平越高,振型频率越大,则结构刚度越大;矢高增加,结构频率随之减小,结构更容易发生侧向失稳;内外环直径比越大,结构扭转刚度相对会减小,容易发生扭转失稳。

      • 1
    • 湿热环境下粘钢加固混凝土界面粘结性能研究

      姚国文, 刘宇森, 吴甜宇, 李世亚

      钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键所在。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5天、10天、15天的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系,分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式,最后建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合良好,论文结果为指导粘钢加固混凝土结构的设计以及耐久性理论研究提供参考依据。

      • 1
    • 湿热地区室外动态热环境中二节点模型的验证及修正

      蒋毅, 赵立华, 孟庆林, 持田灯

      快速城镇化和全球变暖使城市室外环境的热不舒适加剧,热安全风险提高。为了解人体在室外动态热环境中生理量的变化规律,为快速评价室外热环境提供依据,开展了室外环境中人体热反应观测实验,对二节点模型进行了模拟精度分析和吻合度检验,从皮肤温度、体核温度调定点,人体标准输入模型,人体启动体温调节的环境温度值和人体与环境的对流换热系数等四个方面对二节点模型进行了修正,得到了适应于室外人体热反应预测的人体二节点修正模型及修正方法。

      • 1
    • 进出口水温对大温差洗浴废水热泵机组性能影响的实验研究

      马良栋

      洗浴废水中含有大量废热,作者提出了通过大温差热泵机组最大限度地回收洗浴废水热能,机组额定设计工况为:蒸发器侧洗浴废水进、出温度分别为30℃和6℃,冷凝器侧自来水进口温度为10℃,制取热水出口温度为45℃,最大制热系数(COP)理论计算值为4.9。本文通过实验研究了自来水进口温度、热水出口温度及洗浴废水入口温度对热泵机组制热性能的影响。实验结果表明,在额定设计工况下,整体机组COP为5.0。当自来水进口温度从5℃升高到15℃,整体机组COP从5.0降低到3.85,但如果自来水进口温度低于10℃,整体机组的COP高于4.5;当热水出口温度从40℃变化到50℃时,整体机组COP从5.3逐渐减小到4.9;当洗浴废水进口温度从30℃升高到35℃时,整体机组COP从4.8升高到4.95。

      • 1
    • 拉挤GFRP管材与钢管连接拉伸试验研究

      祝明桥, 李志彬, 王瑶

      摘要:拉挤型GFRP管材节点的可靠连接是保证其正常工作的前提。为研究其拉伸连接性能,本文采用胶接连接和螺栓连接两种连接方式对GFRP管材与钢管连接件分别开展了拉伸试验研究。在胶接连接试验中研究了胶层剪应力沿长度方向的分布特征、受力机理及失效过程、胶接长度对承载力影响等。试验结果表明:胶层剪应力在加载初期沿长度方向分布呈现两端大、中间小的分布特征,高应力发生在胶接端,并随荷载上升逐步往加载端胶层转移;胶接长度的增加能显著提高连接构件承载力,但当长度达到管径的1.6倍后,继续增加胶接长度对承载力的提升并不大,故可考虑将1.6倍管径作为GFRP管材的有效胶接长度。在螺栓连接试验中研究了e/d(端距/栓径)、螺栓排数n对连接承载力及破坏模式的影响,试验结果表明:当e/d=7时,承载力达到最大值,破坏形式以挤压破坏为主;根据螺栓排数n与承载力的关系,可以推导相应折减系数来计算承载力。

      • 1
    • 无黏性有限土体主动破坏及土压力离散元分析

      万励, 张兴周, 王宇峰, 徐立明, 徐长节

      建立在半无限土体假定上的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,在挡土墙后填土有限的情况下不再适用。针对墙后无黏性填土,采用离散元方法分别对光滑、粗糙墙面平动模式下墙后有限宽度土体主动破坏的过程进行研究,分析了挡土墙运动过程中滑裂带发展、土体位移规律以及墙后水平土压力分布的情况。研究结果表明,墙体光滑情况下,滑裂带呈直线,墙后填土宽高比较小时可以观察到滑裂带的反射,墙后土体呈多折线破坏模式,滑裂带倾角基本与库伦理论滑裂带倾角相等,且与土体宽高比无关,水平土压力合力受土体宽高比影响亦不大。墙体粗糙情况下,滑裂带呈曲线,反射现象随墙体粗糙程度增加而减弱,滑裂带倾角随土体宽高比增大而减小,最终落于库伦理论滑裂带内侧。此时,存在一临界宽高比,当墙后土体宽高比小于此值时主动土压力随宽高比增大而增大,大于此值时主动土压力不受宽高比影响。而无论墙体粗糙与否,墙后土体宽高比越小,达到极限状态所需墙体位移均越小。

      • 1
    • 配栓钉的钢筋混凝土双向板多参数试验研究

      金玉, 易伟建, 胡岚, 马克俭

      为研究配置不同栓钉参数的钢筋混凝土双向板受力性能,完成了7块配置栓钉的双向板柱节点冲切试验,主要参数为栓钉间距、直径、高度、强度和布置形式等,采用静力加载方式来模拟配置栓钉的板柱节点破坏全过程。通过对比分析试验结果,表明增大栓钉直径、栓径高度或提高栓钉强度均能改善试件抗冲切性能,其中增大直径效果最为明显,变形提高幅度达到36%;加大栓钉间距和减小栓钉高度对改善试件抗冲切性能不利,承载能力和变形均有不同程度降低;对比三种不同栓钉布置形式发现,采用相同数量栓钉放射布置和增加每圈栓钉数量的正交布置,均有利于提高试件抗冲切能力,但前者更为经济。进而结合相关规范计算结果和试验结果进行对比,验证试验结果的可靠性,结果表明配栓钉板柱结构规范计算结果具有足够安全储备,但对于反映试验结果的实质不够充分,特别是栓钉对板的抗冲切性能的贡献有所低估。

      • 1
    • 嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数研究

      鲁先龙, 乾增珍, 杨文智, 郑卫锋

      嵌岩桩极限端阻力发挥特征及端阻力系数取值仍是岩土工程中嵌岩桩应用的重要研究课题之一。本文收集整理了国外不同地区学者在不同时期、不同岩石性质和不同嵌岩条件下所开展的165个嵌岩桩端阻力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其天然单轴抗压强度、嵌岩直径与嵌岩深度、嵌岩桩极限端阻力等。定义嵌岩桩极限端阻力与岩石天然单轴抗压强度的比值为嵌岩桩端阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩桩极限端阻力和端阻力系数的影响规律,建立了嵌岩桩极限端阻力及端阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,可为嵌岩桩极限端阻力计算提供借鉴。

      • 1
    • 钢管扣件式脚手架半刚性节点多参数模拟法

      谢向阳, 陈果, 殷磊

      脚手架立杆的6个自由度在扣件节点处受到水平杆和斜杆的约束,这些约束的强弱是架体稳定承载性能的关键因素。为确定每项约束的作用,运用敏感性分析和特征值屈曲分析方法,对其在架体稳定承载力上的贡献进行测量。基于对其贡献的相对效能分析,揭示出每项约束及对应水平杆、斜杆的作用机制。根据已公布的扣件实验测试数据,进行6项约束的实际效能初步分析,提出半刚性节点的多参数模拟方法。建立不同构造类型的模型,采用长度系数法、二阶线弹性分析方法,通过对比扣件的计算受力状况与实验测试时所采用荷载条件,对多参数模拟法取值方案的前提条件进行验证。在多参数法研究的基础上,列举和分析了半刚性节点常规单参数模拟方法中的重大缺陷和局限。

      • 1
    • 多壁碳纳米管/氧化亚铜的制备及其对N-甲酰吗啉(NFM)废水光催化性能研究

      车春波, 左金龙

      采用液相还原法制备多壁碳纳米管/氧化亚铜(MWCNTs/Cu2O)复合微球。利用傅立叶变换红外光谱仪(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行官能团分析、物相分析和形貌观察,结果表明:多壁碳纳米管以纵横穿插方式与氧化亚铜形成复合微球。对比氧化亚铜和多壁碳纳米管/氧化亚铜对N-甲酰吗啉废水光催化性能,多壁碳纳米管/氧化亚铜复合催化剂的催化效果明显优于氧化亚铜。

      • 1
    • 响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能研究

      朱辉, 孙文全, 孙永军, 郑怀礼, 唐梦丹

      污泥作为污废水处理的副产物,其产量日益增多。污泥处置前需要对污进行泥脱水处理,而污泥调理是污泥脱水前相当重要的步骤。研究人员以羧甲基壳聚糖(CMCTS)、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)作为引发剂,通过紫外光引发聚合方式合成新型阳离子型污泥脱水剂CMCTS-g-CPAM。同时以光引发剂浓度、pH、光照时间为考察对象,CMCTS-g-CPAM特性粘度为响应值,采用响应面法(RSM)对CMCTS-g-CPAM污泥脱水剂的制备条件进行优化。通过响应面分析得到最佳合成条件:光照时间为2h、光引发剂浓度为0.04%(体积分数)、pH为8。接枝共聚物的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表征表明AM和DMC已成功接枝到CMCTS。最后将合成产物应用于污泥脱水,实验结果表明其具有良好的污泥脱水性能。在絮凝剂投加量和pH分别为30mg/L和10时,污泥比阻降至1.96×1013m/kg,滤饼含水率降至79.28%。

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    • 冬季无霜工况下闭式热源塔的动态换热特性

      贾宇豪, 李念平, 崔海蛟, 张楠

      为了研究闭式热源塔冬季无霜工况下传热过程,利用有限差分法建立了闭式热源塔冬季无霜工况下动态传热传质模型。将实验数据对比数值计算结果对比,验证了模型的有效性。误差分析结果表明:溶液出口温度的均方根误差为0.201°C。通过实验与模拟分析了闭式热源塔在机组变负荷运行时的动态换热特性,结果表明:当热泵机组变工况运行时,闭式热源塔作为取热装置可为机组蒸发器提供温度相对稳定的热源;此外,相比传统空气源热泵,闭式热源塔在低温高湿环境下的结霜风险更小,节能潜力更大。

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    • 基于流固耦合的多元结构深厚覆盖层透水地基力学特性分析

      王正成, 毛海涛, 龙顺江, 姜海波, 张如意

      深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显,分析时关注的具体问题也不尽相同,需要深入研究。本文基于比奥固结理论,考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化;借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程,分析各层力学特性及相互作用。研究表明:透水性较强的表层土体是渗流主要通道,也是渗流进出区和沉降变形体现区,应在上游采取措施提高其压缩模量,下游区域增设反滤层和排水设施;坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因,对坝基沉降起主导作用,同时应注意其液化特性对坝基的不利影响;坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力,若位置较深,则破坏性较小;坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小,但对沉降和渗流量的影响不可忽视;表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时,土层间不会发生接触冲刷。此外,还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散,期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量,将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域,但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力,应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。

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    • 京津地区夏季着装行为对办公建筑空调能耗的影响

      李莎, 钱晓明, 杨瑞梁

      着装行为通过影响室内空气参数的设定而影响建筑空调能耗。利用能耗模拟软件DeST,计算出该地区典型着装行为下实测运行参数与期望参数对应的建筑空调能耗比推荐标准下能耗分别降低了10.86%和13.16%。而基于典型着装行为的实验热学性能参数下平均只降低4%,说明由着装热阻关联的主观温度需要按地区着装行为进行修正。提出了控制建筑空调能耗的着装行为调节模型,着装行为节能率εc为负值时节能,为正值时不节能。京津地区办公建筑节能率为0的临界服装热阻为0.563clo,空调系统设计和运行节能的前提是着装热阻低于临界值。着装行为调节模型为地区着装形式和着装面料提供了量化标准,为精确控制建筑能耗提供了一种方法。

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    • 鄂西山区公路边坡安全风险评价研究

      罗红明

      探索和研究在山区公路建设中不可避免存在的边坡和由此引起的风险问题,是我国山区公路建设的现实性需要,因此开展山区斜坡地段安全风险评价具有重要的理论和现实意义。以地质灾害风险评估方法为基础,开展十堰至白河公路泰山沟隧道进口边坡安全风险评价研究,采用Monte Carlo模拟方法得到正常工况和非正常工况Ⅰ条件下边坡的破坏概率,并针对边坡影响范围内的承灾体进行易损性分析,通过风险分析方法得出边坡可能的经济损失价值和人口伤亡状况。结果表明:泰山沟隧道进口边坡在天然工况条件下风险较小,在接受范围之类;但在非正常工况Ⅰ条件下风险较大,必须采取风险处理措施降低风险并加强监测,特别需在施工过程和不利自然条件下对边坡变形情况加强监测,为十堰至白河公路边坡防护设计和安全运行提供指导。

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    2021年第43卷第3期
    • 杨娜, 彭雄, 杨庆山

      2012,34(2):69-76, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.012

      对7根冷弯薄壁型钢C型构件进行了竖向常轴力作用下,水平循环荷载加载试验,以探索冷弯薄壁型钢C型构件滞回性能特点及其影响因素。试验反映了轴压比、截面宽厚比对试件破坏形式,能量耗散等滞回性能相关参数的影响。还重点研究了组合效应对滞回性能的改善作用。试验结果表明:大轴压比对试件的滞回性能有极大的削弱作用;试件通过组合,滞回性能得到一定的改善。此外,建立了有限元数值模型,考虑几何和材料非线性,将分析结果与试验进行对比分析,验证了试验结果的正确性,得到过早出现局部屈曲是构件破坏关键原因的结论。最后,总结了冷弯薄壁型

    • 贾慧娜, 岳高伟, 贾立文

      2012,34(Z1):116-119, DOI:

      针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题,本文采取提高结构的抗震设防烈度方法,计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明:提高结构的设防烈度,梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大,在底层(第一层)变化最为突出。地震作用下,结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏,因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。

    • 王亚军, 张我华, 张楚汉, 金峰

      2011,33(1):77-86, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.014

      为深化模糊随机损伤力学研究,基于自适应模糊随机损伤力学模型,对材料裂纹尖端广义损伤应力场进行分析,证实了数值模型的可靠性。以碾压混凝土重力坝为例,并考虑材料参数空间变异,就模糊随机损伤增益下的宏观场分布做敏感性研究,结果表明,碾压混凝土抗压强度极限值是影响大坝安全的主控指标。采用不同模糊分布对自适应损伤力学模型做激励分析,揭示了各分布对混凝土及岩石类材料广义损伤场演化的控制特征。

    • 燕飞, 梁毅, 韩宁

      2010,32(5):65-70, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.012

      在空气调节过程中不仅需要考虑房间内人员的舒适性需求,同时还需考虑如何节省能源。基于焓值理论将最小焓差算法与风阀开度调节过程相结合,使得进入空气处理单元前的空气更加接近舒适区域,然后基于质量及能量守恒理论推导出空气混合过程的数学模型,最后利用SIMULINK建立了空调系统仿真模型,并对所提控制策略从节能效果与舒适性能指标2个方面进行仿真验证。仿真结果表明最小焓差+PID策略联合控制的空调系统不仅能够获得更佳的空气舒适状态而且系统耗能更少。

    • 严永红, 关杨, 刘想德, 刘炜

      2010,32(4):85-89, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.04.017

      为了研究教室荧光灯色温对学生学习效率和生理节律的影响,通过实验对比了3种典型色温T5荧光灯在不同照度水平下对受试人学习效率、视疲劳、脑疲劳的影响.实验采用安菲莫夫字母表和近点测定法对学习效率和视疲劳进行测试,用学习效率变化率作为特定光环境下出现的脑疲劳指标.结果表明,由于Cirtopic效应作用,中间色温荧光灯在恰当的时间长度内可对学生产生适量的良性刺激,对大脑起到“唤醒”或“放松”的作用,达到提高学习效率、缓解视/脑疲劳的效果;而高、低色温荧光灯的作用则相反;不同色温的荧光灯光源,其最佳照度值并不相同;

    • 严永红, 晏宁, 关杨, 曾恒志

      2012,34(1):76-79, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.015

      通过测试3种不同色温、3种照度下学生脑电图α波、β波指数的变化,观察光照对人体生理节律的影响。实验发现,不同色温、光照强度下的脑波指数变化率差异存在显著性。其兴奋度及敏感性随光源色温、照度值增加,大体呈正相关关系。学习效率随光源色温、照度值增加而降低,呈负相关关系。推测原因似与高色温、高照度状态下更易出现疲劳,低色温、低照度状态下可能对大脑存在“唤醒”作用,以及大脑功能分区、光源光谱组成有关。实验结果显示教室光环境的选择,应考虑学生学习的长期性、高负荷等特点,考虑“时间累积”效应的综合影响,并值得进一步研究。

    • 林存刚, 吴世明, 张忠苗, 李宗良, 刘冠水

      2012,34(5):25-32, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2012.05.005

      通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析,总结了地面沉降的特点及影响因素,并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明:Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测,其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25~0.32,地层损失率V1取值0.04%~0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0~5 d或6 d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降,分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆,可以抵消部分地层损失,减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则,基本呈现高斯曲线分布;而地面隆起变形较无规则,会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。

    • 王冲, 刘焕芹, 林鸿斌, 白光, 叶建雄

      2011,33(2):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.02.026

      混凝土结构的抗渗及防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一.文章研究了电渗脉冲用于混凝土结构抗渗防潮的影响因素,包括电渗脉冲电压、混凝土水灰比、液相中离子浓度,以及脉冲频率等;模拟测试了电渗脉冲作用下混凝土结构的排水与相对湿度变化.研究表明,随着脉冲电压升高与混凝土水灰比增大,电渗脉冲下混凝土渗水量增加;Na2SO4溶液浓度增大时,电渗脉冲作用下混凝土渗水量增加;脉冲频率对混凝土渗水量影响不大;研究亦显示电渗脉冲作用下混凝土排水效果明显,混凝土相对湿度显著降低.

    • 徐亚洲, 白国良

      2011,33(4):60-64, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.04.010

      利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10 m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。

    • 杨宜谦

      2012,34(Z2):54-60, DOI:

      综述了人体全身振动感知阈值的标准和指南以及实验室和现场研究的进展情况,并进行了对比分析。介绍了振动感知的机理、绝对阈值、差别阈限和描述符,分析了频率、姿势、方向、持续时间、性别、年龄和噪声对人体全身振动感知阈值的影响,最后指出了需要进一步研究的问题。

    • 雷克, 吴杰, 张其林, 庞绍华

      2013,35(2):66-72, DOI: 10.3969/j.issn.1674-4764.2013.02.011

      在研究玻璃幕墙热传递特点的基础上,基于一维稳态热传导理论,以中空玻璃为例建立了玻璃系统传热系数计算模型;基于二维稳态热传导理论和有限单元法,采用三节点三角形单元对二维温度场进行了离散,推导了单元热传导矩阵和温度载荷列阵,并推导了热对流、热流密度、辐射以及各种边界条件耦合作用下对单元热传导矩阵和温度载荷列阵的修正公式,建立了玻璃幕墙框及附加线传热系数计算模型。利用Visual C++和ObjectARX对AutoCAD进行了二次开发,研发了玻璃幕墙传热系数计算软件TJCW,并通过算例与LBNL系列软件计算结果进行比较,验证了所编软件的正确性和有效性。最后对某工程实例中玻璃幕墙传热系数进行了节能验算。研究结果表明:建立的传热系数计算模型能够正确的计算玻璃幕墙传热系数,基于该计算模型开发出的软件能够应用于实际工程的节能分析和计算中。

    • 黄娟, 李稹, 张健

      2012,34(1):102-107, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.01.020

      土壤脲酶活性的测定有多种方法,其中靛酚蓝比色法由于测量结果精确性较高,重现性较好,应用最为广泛。但也有培养后土壤过滤液浑浊、带色、脲酶活性受底物浓度影响较大等缺点。以此方法为基础,针对过滤方式、培养时间、底物浓度及缓冲液选择等4个重要参数进行了对比试验,以期进一步改进靛酚蓝比色法的测定准确性。结果表明,培养时选择5%的底物浓度、pH10.0的硼酸盐缓冲液、培养24 h后再经KCl溶液浸提过滤比色测定,其结果比传统靛酚蓝比色法高约2.46倍,改良靛酚蓝比色法的测定结果更接近土壤真实脲酶活性。

    • 邓雪松, 龚健, 周云

      2011,33(1):50-58, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.01.010

      介绍了变曲率摩擦摆隔震支座的基本构成,从力学平衡原理出发对变频式摩擦摆隔震支座和锥形摩擦摆隔震支座两类变曲率摩擦摆隔震支座进行理论分析,推导出变曲率摩擦摆隔震支座的刚度,探讨了支座的自回复特性,得出支座最大残余位移的计算公式。采用ABAQUS软件对2类变曲率摩擦摆隔震支座进行实体单元建模,模拟了低周反复荷载作用下的滞回特性与回复特性,并与(球面)摩擦摆隔震支座进行对比分析。研究结果表明:1)理论分析和数值模拟结果吻合较好;2)变曲率摩擦摆隔震支座的滞回曲线饱满,具有良好的滞回性能,且与初始刚度相同的(球面)摩擦摆隔震支座相比,其等效粘滞阻尼比和耗能系数更大,具有更强的耗能能力;3)变曲率摩擦摆隔震支座的刚度由曲率半径,即曲面函数决定,经合理设计可使得其刚度随着位移增大呈现逐渐减小的趋势,从而使其自振周期随着位移增大而逐渐增大,可较好的解决隔震结构的低频共振问题;4)与(球面)摩擦摆隔震支座相比,该支座刚度软化的机制可使传递给上部结构的剪力减小;5)该支座的最大应力出现在支座位于设计位移时刻,且一般位于滑块或支座板球铰面边缘;6)该支座的最大残余位移由摩擦系数和曲面函数各参数共同决定,可通过理论分析和数值模拟进行合理的参数化设计将其控制在工程可接受的范围内。

    • 梁宁慧, 刘新荣, 曹学山, 钟正君, 廖靖

      2008,30(6):81-85, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2008.06.017

      中国城市化的发展必然带动城市地铁的发展。通过对中国主要城市地铁发展现状的分析总结,从城市地铁发展的角度出发, 分析了地铁经济的形成和发展,预示了中国城市地铁时代的到来。地铁产业作为中国的朝阳产业,是中国城市基础交通设施中最有前景、最有市场的产业。同时提出了我国城市地铁交通可持续发展战略。

    • 刘大龙, 刘加平, 杨柳, 张卫华

      2012,34(2):110-114, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2012.02.018

      气象参数是建筑能耗模拟的基础,随着全球气候异常变暖,必将对建筑采暖和空调能耗产生重要影响。进行未来气候条件下的建筑能耗模拟,必须首先开展未来模拟气象参数的研究。根据TMY2模拟气象参数模式提出了节能分析气象年(AEEMY)模拟气象参数模式。使用了3个气候模型预测了中国建筑热工分区代表城市未来2021-2050的30 a气象参数。使用AEEMY模式得到了1971-2000年和2021-2050年代表城市的建筑能耗模拟气象参数。应用DOE2模拟软件对中国各气候区的居住建筑在2种气候条件下进行了建筑能耗模拟。验

    • 刘慧娟, 罗永峰, 杨绿峰

      2010,32(5):142-148, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2010.05.026

      弦支穹顶结构由于拉索的存在,其施工阶段的力学性能与其使用阶段不尽相同,其受力状态可能更为不利。通过系统研究弦支穹顶结构实际工程的施工工艺,提出包括施工顺序、预应力张拉施加方式、临时支撑系统和预应力张拉方式等4个关键施工参数,研究了弦支穹顶结构张拉环索受力机理,并根据此张拉机理和所提关键施工参数建立了有限元分析的时变模型,编制了相应的计算程序。算例分析表明,应用该计算模型和方法,可以对弦支穹顶结构的施工过程进行精确控制,具有较强的适用性。

    • 颜文涛, 韩易, 何强

      2011,33(3):136-142, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.03.024

      以重庆主城某大学校园为例,对路面、屋面和绿地等3种典型的城市下垫面径流水质进行了监测,指标包括pH、悬浮固体(SS)、化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)等.研究结果表明:除TP外主要污染物质的平均浓度均超过地表水环境Ⅴ类标准,降雨径流SS的平均浓度可高达1.73×103 mg/L,COD和NH3-N平均浓度可高达76.25 mg/L和3.67 mg/L;存在显著地初期冲刷效应,混凝土路面的SS、COD、NH3-N的初期径流浓度分别为2.33×103 mg/L、106.4 mg/L、5.64 mg/L,初期径流浓度相当于全场降雨径流浓度的2-4倍左右,其最高值出现在产流后10~15 min内.对比3场不同降雨强度下的径流水质,降雨强度越大,径流污染物浓度越高,其中降雨强度对大坡度路面的地表径流污染物浓度影响更大.

    • 宋芳芳, 欧进萍

      2009,31(6):71-80, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.013

      中国是台风频发国家,在台风登陆前对城市各类结构可能发生的损伤程度进行快速预测,对于评价城市防灾减灾能力和灾后应急反应工作能够提供重要依据。针对中国东南沿海城市风灾易损结构之一的轻钢结构工业厂房进行了风灾损伤估计的研究。首先对结构风灾受损原因进行了详细的分析,根据结构破坏特点确定围护构件及连接部位的可靠性为分析重点。台风荷载模型的建立考虑了外风压、风致内压和风致碎片的共同作用。结合规范给出了构件承载力的计算方法,详述了损伤估计的整个流程,划分了厂房结构损伤等级并给出了详细的指标,最后利用0601号台风珍珠实测数据实现了对所建模型损伤估计与预测的全过程。

    • 罗仙平, 赖兰萍, 封丹, 严群, 韩磊, 李健昌

      2009,31(6):132-136, DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.024

      为提高土地渗滤系统水力渗透性能,构建了2套不同填料的渗滤系统,1装置由红壤与砂分层装填,2装置由红壤与煤渣分层装填,并将二者分别用于处理生活污水。在水力负荷10 cm3/(cm2·d)运行下,1装置对COD、总磷、氨氮的去除率分别为91.1%、97.6%、80.1%,2装置为94.9%、98.3%、89.0%;1装置出水硝氮和亚硝氮的平均浓度分别为54.7 mg/L和0.09 mg/L,2装置为60.3 mg/L和0.15 mg/L。试验结果表明,2装置对COD、总磷和氨氮的去除效果稍优于1装置,但1装置更利于硝氮和亚硝氮的脱除,进一步说明分层装填能充分利用填料性能,有效地提高了土地渗滤系统的水力渗透性能且保持了良好的去除污染物的能力。

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